JP2010203899A - Ultrasonic liquid level meter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic liquid level meter exactly distinguishing a liquid level reflection echo from a reverberation echo and precisely detecting a liquid level while dropping below a lower-limit measurement value in a power-saving manner even if it is measured while dropping below the lower-limit measurement value. <P>SOLUTION: An ultrasonic sensor 5 transmits an ultrasonic wave from the bottom of a container to the liquid level of a liquid in the container and receives a reflected wave from the liquid level. The ultrasonic liquid level meter detects the liquid level based on a reception timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor 5. As a result of detecting the liquid level, however, when the liquid level is below a predetermined liquid level, and/or when the liquid level is above a previously detected liquid level, a drive time of the ultrasonic sensor 5 is extended to perform redetection. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液面へ送信した超音波の液面エコーの受信タイミングをもとに液位を検知する超音波式液面計に関する。   The present invention relates to an ultrasonic liquid level gauge that detects a liquid level based on reception timing of an ultrasonic liquid level echo transmitted to a liquid level.

送受信兼用の超音波センサを用いた超音波式液面計は、超音波センサから超音波を送信し、その反射波を受信するまでの時間を計測し、その時間に基づいて対象物までの距離を算出するもので、対象物までの距離を正確かつ容易に計測することができるため、各種用途で利用されている。   An ultrasonic liquid level gauge using an ultrasonic sensor for both transmission and reception measures the time taken to transmit an ultrasonic wave from the ultrasonic sensor and receive the reflected wave, and the distance to the object based on that time. Since the distance to an object can be measured accurately and easily, it is used for various purposes.

このような超音波式液面計の例として、特許文献1,2には、容器の底部外壁面に取り付けられ、容器内部に収容された液体の液面に向けて超音波を発信させると共に液面からの反射波を受信する超音波センサと、超音波センサにより超音波を発信した時点からその反射波を受信する時点までの時間情報に基づいて液面の検出動作を制御する制御部とが接続された超音波レベル計が開示されている。特許文献1,2に記載の超音波レベル計は、計測安定性を確保するために、ハードウェア、ソフトウェアとも様々な工夫が施されている。   As an example of such an ultrasonic level gauge, Patent Documents 1 and 2 disclose that an ultrasonic wave is transmitted toward the liquid level of a liquid attached to the bottom outer wall surface of the container and contained in the container. An ultrasonic sensor that receives a reflected wave from the surface, and a control unit that controls the detection operation of the liquid level based on time information from the time when the ultrasonic wave is transmitted by the ultrasonic sensor to the time when the reflected wave is received. A connected ultrasonic level meter is disclosed. In the ultrasonic level meters described in Patent Documents 1 and 2, various measures are taken for both hardware and software in order to ensure measurement stability.

特許文献1に記載の超音波レベル計では、超音波センサは、制御部から入力されるパルス信号に基づいて超音波を送信し、制御部は、パルス信号の入力による超音波センサの駆動開始時点から液面からの反射エコーを受信するまでの超音波伝播時間を計測すると共に、超音波センサの駆動開始時点から駆動直後に検知される超音波の残響が所定レベルに低減するまでの駆動残響時間を計測し、計測した超音波伝播時間と駆動残響時間との差異を残響マージンとして検出する残響マージン検出手段と、超音波センサにより送信した超音波に対する反射波に応じた信号を入力し、入力した信号の増幅率を超音波センサの駆動時を起点として時間に応じて大きくなるように変化させることにより液面の位置に応じた増幅率を設定可能な増幅手段と、増幅手段に設定した増幅率に基づき増幅された信号の中から液面からの反射エコー信号を特定してエコータイミングを検出するエコータイミング検出手段と、検出したエコータイミングに基づいて液面の位置を検出する液面検出手段とを有し、液面の位置を検出する際に、残響マージン検出手段は、超音波センサの駆動時に所定の増幅率に基づいて残響マージンを検出し、検出した残響マージンが所定値以下の場合、増幅手段は、増幅率を低下させ、低下させた増幅率を時間に応じて所定の割合で大きくなるように変化させながら、検出した残響マージンが所定値より大きくなり、且つ、液面からの反射エコー信号を特定できるように増幅率を調整する。   In the ultrasonic level meter described in Patent Document 1, the ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave based on a pulse signal input from the control unit, and the control unit starts driving the ultrasonic sensor based on the input of the pulse signal. Measurement of the ultrasonic propagation time from when the ultrasonic wave is reflected to the reception of the reflected echo from the liquid level, and the drive reverberation time until the ultrasonic reverberation detected immediately after the start of driving of the ultrasonic sensor is reduced to a predetermined level. The reverberation margin detecting means for detecting the difference between the measured ultrasonic propagation time and the driving reverberation time as a reverberation margin, and a signal corresponding to the reflected wave with respect to the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor are input and input. Amplifying means capable of setting the amplification factor according to the position of the liquid level by changing the amplification factor of the signal so as to increase according to time from the time of driving the ultrasonic sensor; The echo timing detection means for detecting the echo timing by identifying the reflected echo signal from the liquid surface among the signals amplified based on the amplification factor set in the width means, and the position of the liquid surface based on the detected echo timing A reverberation margin detection unit that detects a reverberation margin based on a predetermined amplification factor when the ultrasonic sensor is driven, and detects the reverberation margin. Is less than or equal to a predetermined value, the amplifying means decreases the amplification factor and changes the decreased amplification factor to increase at a predetermined rate according to time, the detected reverberation margin becomes larger than the predetermined value, In addition, the amplification factor is adjusted so that the reflected echo signal from the liquid surface can be specified.

特許文献2における超音波レベル計の制御部は、超音波センサから複数回発信した超音波に応じて液面から繰り返して反射された反射波に基づいた複数のエコーを検出するエコー検出手段と、検出するまでのエコーの時間間隔が互いに整数比関係になっているかどうか判定し、その結果、整数比関係になっていると判定されたエコーをグループ化し、そのエコーグループのエコータイミングに基づいて第1次エコーのエコータイミングを確定する第1次エコー確定手段と、確定した第1次エコーのエコータイミングに基づいて液面の位置を検出する液面検出手段とを有する。   The control unit of the ultrasonic level meter in Patent Document 2 includes an echo detection unit that detects a plurality of echoes based on reflected waves that are repeatedly reflected from the liquid surface according to the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic sensor a plurality of times. It is determined whether or not the time intervals of echoes until detection are in an integer ratio relationship, and as a result, echoes determined to be in an integer ratio relationship are grouped, and based on the echo timing of the echo group A primary echo determining means for determining the echo timing of the primary echo; and a liquid level detecting means for detecting the position of the liquid level based on the determined echo timing of the primary echo.

しかしながら、特許文献1、特許文献2の夫々の技術を活用して製品化した超音波式液面計は、容器内の液体の残量が計測下限範囲を割り込んで空状態に近づいた状態で誤計測してしまうことが確認された。   However, an ultrasonic liquid level meter that has been commercialized by utilizing the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 is erroneous when the remaining amount of liquid in the container has approached the empty state by cutting into the measurement lower limit range. It was confirmed that it would measure.

図11を参照してより具体的に説明する。図11は、LPガスバルク貯槽の残量値を上記超音波式液面計を用いて経時的に計測した結果を示すトレンドグラフで、図中、黒丸の点で上記超音波式液面計による残量計測値から算出した残量比を示し、実線のグラフが実際の残量比を示している。上記超音波式液面計で残量値を計測した結果として残量比12%が得られたときがあったが、その数時間後にガス切れとなった。ガス消費量から考えると、残量比が12%あれば約1週間はガス供給がされる筈であったが、誤計測により緊急充填されなかったため、ガス切れとなった。   This will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 11 is a trend graph showing the results of measuring the remaining amount of the LP gas bulk storage over time using the ultrasonic liquid level gauge. In the figure, the remaining points obtained by the ultrasonic liquid level gauge are indicated by black dots. The remaining amount ratio calculated from the quantity measurement value is shown, and the solid line graph shows the actual remaining amount ratio. As a result of measuring the remaining amount value with the ultrasonic liquid level gauge, a remaining amount ratio of 12% was sometimes obtained, but gas was exhausted after several hours. Considering the amount of gas consumed, if the remaining amount ratio was 12%, the gas was supposed to be supplied for about one week.

このように従来の超音波式液面計では、容器の液体の残量が計測下限値を割り込んで空状態に近づいた状態において、誤計測してしまう。このような誤計測は、超音波センサで受信した反射波が、液面からの反射波(液面反射エコー)であるのか、或いは残響によるノイズの反射波(ノイズエコー/残響エコー)であるのかが、計測下限値を割り込むと判別できなくなるために生じる。   As described above, in the conventional ultrasonic liquid level gauge, erroneous measurement is performed in a state in which the remaining amount of liquid in the container has approached the empty state by interrupting the measurement lower limit value. Such an erroneous measurement is whether the reflected wave received by the ultrasonic sensor is a reflected wave from the liquid surface (liquid surface reflection echo) or a reflected wave of noise due to reverberation (noise echo / reverberation echo). However, if the measurement lower limit value is interrupted, it cannot be determined.

また、残量が計測下限値を割り込む場合、つまり仕様外の条件の場合には、残量計測値が未表示となる(又は下限値を割り込んでいることを示す表示を行う)必要があるが、上述のごとき誤計測により未表示(又は下限値を割り込んでいることを示す表示)とならない。また、液位の検知は省電力で実行されることが望ましい。   Further, when the remaining amount cuts the measurement lower limit value, that is, when the condition is out of the specification, the remaining amount measurement value needs to be undisplayed (or displayed to indicate that the lower limit value is interrupted). , And not displayed due to erroneous measurement as described above (or display indicating that the lower limit value is interrupted). Further, it is desirable that the detection of the liquid level is executed with power saving.

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、計測下限値を割り込んだ状態で液位を計測した場合でも、液面反射エコーと残響エコーとを正確に区別し、計測下限値を割り込んでいることを精度良くかつ省電力で検知することが可能な超音波式液面計を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to accurately distinguish between the liquid surface reflection echo and the reverberation echo even when the liquid level is measured in a state where the measurement lower limit value is interrupted. An object of the present invention is to provide an ultrasonic liquid level gauge that can accurately detect the measurement lower limit value with low power consumption.

上述の課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、容器の底部から該容器内の液体の液面に向けて超音波を発信させると共に該液面からの反射波を受信する超音波センサを備え、該超音波センサにおける該反射波の受信タイミングをもとに液位を検知する超音波式液面計であって、前記液位を検知した結果、所定の液位以下になったときに、及び/又は、前回検知した液位より大きくなったときに、前記超音波センサの駆動時間を延長して再検知を行うことを特徴としたものである。   In order to solve the above-described problem, the first technical means of the present invention transmits an ultrasonic wave from the bottom of the container toward the liquid surface of the liquid in the container and receives a reflected wave from the liquid surface. An ultrasonic level gauge that includes an ultrasonic sensor and detects the liquid level based on the reception timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor, and as a result of detecting the liquid level, the liquid level is below a predetermined liquid level When it becomes, and / or when it becomes larger than the liquid level detected last time, the detection time is extended by extending the driving time of the ultrasonic sensor.

第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記再検知は、前記駆動時間の延長後の前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比に応じて、前記反射波の中から液面反射波を決定し、該液面反射波の受信タイミングをもとに前記液位を算出することで行うことを特徴としたものである。   According to a second technical means, in the first technical means, the re-detection is performed by detecting a liquid level from the reflected wave according to a High / Low duty ratio of the pulse of the reflected wave after the driving time is extended. This is performed by determining the reflected wave and calculating the liquid level based on the reception timing of the liquid surface reflected wave.

第3の技術手段は、容器の底部から該容器内の液体の液面に向けて超音波を発信させると共に該液面からの反射波を受信する超音波センサを備え、該超音波センサにおける該反射波の受信タイミングをもとに液位を検知する超音波式液面計であって、前記超音波センサを所定の駆動時間駆動させて前記反射波を受信し、受信した前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比が所定値より大きい場合のみ前記超音波センサの駆動時間を延長し、さらに該駆動時間の延長後の前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比に応じて、前記反射波の中から液面反射波を決定し、該液面反射波の受信タイミングをもとに前記液位を検知することを特徴としたものである。   A third technical means includes an ultrasonic sensor that transmits an ultrasonic wave from the bottom of the container toward the liquid level of the liquid in the container and receives a reflected wave from the liquid level. An ultrasonic liquid level gauge that detects a liquid level based on a reception timing of a reflected wave, and receives the reflected wave by driving the ultrasonic sensor for a predetermined driving time, and receives the pulse of the reflected wave The driving time of the ultrasonic sensor is extended only when the High / Low duty ratio is larger than a predetermined value, and further according to the High / Low duty ratio of the pulse of the reflected wave after the driving time is extended, The liquid level reflected wave is determined from the reflected waves, and the liquid level is detected based on the reception timing of the liquid level reflected wave.

本発明の超音波式液面計によれば、計測下限値を割り込んだ状態で液位を計測した場合でも、液面反射エコーと残響エコーとを正確に区別し、計測下限値を割り込んでいることを精度良くかつ省電力で検知することが可能になる。さらに、このような計測安定性をもった検知により、液位が計測下限値を割り込んだ場合でも、計測結果を確実に未表示にする(又は下限値を割り込んでいることを示す表示にする)ことができる。   According to the ultrasonic level gauge of the present invention, even when the liquid level is measured in a state where the measurement lower limit value is interrupted, the liquid level reflection echo and the reverberation echo are accurately distinguished, and the measurement lower limit value is interrupted. This can be detected with high accuracy and power saving. Furthermore, even when the liquid level has fallen below the measurement lower limit value due to such detection having measurement stability, the measurement result is surely hidden (or displayed to indicate that the lower limit value has been interrupted). be able to.

横型LPガスバルク貯槽に超音波式液面計を設置した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example which installed the ultrasonic type liquid level gauge in the horizontal type LP gas bulk storage tank. 竪型LPガスバルク貯槽に超音波式液面計を設置した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example which installed the ultrasonic type liquid level gauge in the vertical LP gas bulk storage tank. 本発明の一実形形態に係る超音波式液面計の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the ultrasonic type liquid level gauge which concerns on the one actual form of this invention. 図3の超音波式液面計における一条件での反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on one condition in the ultrasonic type liquid level gauge of FIG. 図3の超音波式液面計における他の条件での反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on other conditions in the ultrasonic type liquid level gauge of FIG. 図3の超音波式液面計における他の条件での反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on other conditions in the ultrasonic type liquid level gauge of FIG. 図3の超音波式液面計における他の条件での反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on other conditions in the ultrasonic type liquid level gauge of FIG. 図3の超音波式液面計における他の条件での反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on other conditions in the ultrasonic type liquid level gauge of FIG. 図3の超音波式液面計における他の条件での反射エコー波形を示す図で、図8の条件から駆動時間を延長して再検知したときの反射エコー波形を示す図である。It is a figure which shows the reflective echo waveform on other conditions in the ultrasonic-type liquid level meter of FIG. 3, and is a figure which shows a reflective echo waveform when extending the drive time from the conditions of FIG. 本発明の一実施形態に係る超音波式液面計の動作例を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the operation example of the ultrasonic type liquid level gauge which concerns on one Embodiment of this invention. 従来の超音波式液面計を用いてLPガスバルク貯槽の残量値を経時的に計測した結果を示すトレンドグラフである。It is a trend graph which shows the result of having measured the residual amount value of the LP gas bulk storage tank over time using the conventional ultrasonic level gauge.

本発明に係る超音波式液面計(超音波レベル計ともいう)は、液面へ送信した超音波の液面エコーの受信タイミングをもとに液位を検知する液面計である。液位(液面の高さ)を検知(計測)することで、容器の形状と計測した液位とから容器内の液体の残量比を算出することができるため、超音波式液面計は残量計としても利用できる。超音波式液面計は、被測定物(液体)に非接触で計測できるため、圧力タンク内の可燃性液の残量計測に好適に用いることができる。   The ultrasonic liquid level gauge (also referred to as an ultrasonic level gauge) according to the present invention is a liquid level gauge that detects the liquid level based on the reception timing of the ultrasonic level echo transmitted to the liquid level. By detecting (measuring) the liquid level (the level of the liquid level), the remaining amount ratio of the liquid in the container can be calculated from the shape of the container and the measured liquid level. Can also be used as a fuel gauge. Since the ultrasonic liquid level gauge can be measured without contact with an object to be measured (liquid), it can be suitably used for measuring the remaining amount of combustible liquid in the pressure tank.

本発明に係る超音波式液面計(以下、単に「本液面計」という)は、このような液位の検知を行うに際し、空近傍域の計測値の誤表示を防止する工夫を付加し、残量計としての機能の安定性を向上させたものである。以下、本液面計をLPガスバルク貯槽(LPGタンク)に設置した例を挙げて説明する。   The ultrasonic liquid level gauge according to the present invention (hereinafter simply referred to as “main liquid level gauge”) has a device for preventing erroneous display of measured values in the vicinity of the sky when detecting such a liquid level. In addition, the stability of the function as a fuel gauge is improved. Hereinafter, an example in which the liquid level gauge is installed in an LP gas bulk storage tank (LPG tank) will be described.

図1、図2は、それぞれ横型、竪型のLPガスバルク貯槽に超音波式液面計を設置した例を示す概略図である。図1、図2において、LPガスバルク貯槽1にはLP液2が充填されている。本液面計は、LPガスバルク貯槽1の下部に取り付けた超音波センサ5と、超音波センサ5に接続されそれを制御して液界面3の液位を検知(算出)するコントロールユニット4とで構成される。超音波センサ5はLPガスバルク貯槽1の底部の外壁面(液面の下方)に設置しておき、コントロールユニット4はLPガスバルク貯槽1の任意の位置に設置しておけばよい。   FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views showing an example in which an ultrasonic liquid level gauge is installed in horizontal and vertical LP gas bulk storage tanks, respectively. 1 and 2, the LP gas bulk storage tank 1 is filled with an LP liquid 2. This liquid level gauge is composed of an ultrasonic sensor 5 attached to the lower part of the LP gas bulk storage tank 1 and a control unit 4 connected to the ultrasonic sensor 5 and controlling it to detect (calculate) the liquid level at the liquid interface 3. Composed. The ultrasonic sensor 5 may be installed on the outer wall surface (below the liquid level) of the bottom of the LP gas bulk storage tank 1, and the control unit 4 may be installed at an arbitrary position of the LP gas bulk storage tank 1.

超音波センサ5は、液面の下方向から超音波を上方向に発射してLPガスバルク貯槽1の底部鋼板を通過させることで、LPガスバルク貯槽1内の液体(LPG)中に超音波を発射する。発射された超音波は、液中を伝播して液面で反射し、反射波として液中を伝播し、再びLPガスバルク貯槽1の底部鋼板を通過して同じ超音波センサ5で受信される。   The ultrasonic sensor 5 emits ultrasonic waves into the liquid (LPG) in the LP gas bulk storage tank 1 by emitting ultrasonic waves upward from below the liquid level and passing through the bottom steel plate of the LP gas bulk storage tank 1. To do. The emitted ultrasonic wave propagates in the liquid, reflects off the liquid surface, propagates in the liquid as a reflected wave, passes through the bottom steel plate of the LP gas bulk storage tank 1 again, and is received by the same ultrasonic sensor 5.

コントロールユニット4は、このようにして超音波センサ5で送受した超音波について、その伝播遅延時間を計測し、計測した値より液面高さを算出し表示する。このように、コントロールユニット4は、超音波センサ5における反射波の受信タイミング(発信タイミングに対する受信タイミング)をもとに液位を検知する。   The control unit 4 measures the propagation delay time of the ultrasonic waves transmitted and received by the ultrasonic sensor 5 in this way, and calculates and displays the liquid level height from the measured values. As described above, the control unit 4 detects the liquid level based on the reception timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor 5 (reception timing with respect to the transmission timing).

超音波センサ5として送受兼用型センサが用いられるが、これは容器に取付ける制約条件、コスト等を考慮したものである。超音波センサ5は、容器内部の液界面に超音波を鉛直に発射する位置に取付けることにより100mm〜3000mmと広範囲の液面高さを被接触で計測できる。   A transmission / reception sensor is used as the ultrasonic sensor 5 in consideration of constraints, costs, and the like attached to the container. The ultrasonic sensor 5 can measure a liquid level height in a wide range of 100 mm to 3000 mm by being attached by attaching the ultrasonic sensor 5 to a position where the ultrasonic wave is emitted vertically to the liquid interface inside the container.

図3は、本発明の一実形形態に係る超音波式液面計の構成例を示すブロック図である。図3で例示する本液面計は、図1、図2のようにLPガスバルク貯槽1に設置することができる。コントロールユニット4は、CPU6、センサ駆動回路DRV、増幅器AMP及びダイオードDiで構成される増幅器・コンパレータ回路、並びに、温度増幅器TAMPを備える。ここで例示する超音波センサ5は、超音波の送受機能だけでなく、温度を検知しコントロールユニット4へ出力する温度センサも備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic liquid level gauge according to an embodiment of the present invention. The liquid level gauge illustrated in FIG. 3 can be installed in the LP gas bulk storage tank 1 as shown in FIGS. The control unit 4 includes a CPU 6, a sensor driving circuit DRV, an amplifier / comparator circuit including an amplifier AMP and a diode Di, and a temperature amplifier TAMP. The ultrasonic sensor 5 illustrated here includes not only an ultrasonic transmission / reception function but also a temperature sensor that detects a temperature and outputs the temperature to the control unit 4.

コントロールユニット4に内蔵のCPU6のT端子から出力された駆動信号が、センサ駆動回路DRVを介して超音波センサ5を駆動することで、LPガスバルク貯槽1内のLP液2に超音波が発射される。そして、この超音波が液界面3で反射され再び超音波センサ5に帰ってくる。超音波センサ5は、この超音波(反射波)を電気信号に変換してコントロールユニット4へ出力し、コントロールユニット4はこの出力を入力して、増幅器・コンパレータ回路を経てCPU6の端子Rに伝達する。CPU6は、端子Tの出力から端子Rの入力までの経過時間を計測し、LP液2の超音波伝播音速を、温度センサから出力され温度増幅器TAMPで増幅された温度A/D値で補正し、液面距離を算出する。勿論、この液面距離とLPガスバルク貯槽1における距離に応じた面積とに基づき、液残量や充てん時に対する液残量の割合(残量比)を算出することもできる。   The drive signal output from the T terminal of the CPU 6 built in the control unit 4 drives the ultrasonic sensor 5 via the sensor drive circuit DRV, so that ultrasonic waves are emitted to the LP liquid 2 in the LP gas bulk storage tank 1. The Then, this ultrasonic wave is reflected by the liquid interface 3 and returns to the ultrasonic sensor 5 again. The ultrasonic sensor 5 converts this ultrasonic wave (reflected wave) into an electric signal and outputs it to the control unit 4. The control unit 4 inputs this output and transmits it to the terminal R of the CPU 6 through the amplifier / comparator circuit. To do. The CPU 6 measures the elapsed time from the output of the terminal T to the input of the terminal R, and corrects the ultrasonic propagation sound velocity of the LP liquid 2 with the temperature A / D value output from the temperature sensor and amplified by the temperature amplifier TAMP. The liquid level distance is calculated. Of course, based on the liquid level distance and the area corresponding to the distance in the LP gas bulk storage tank 1, the remaining liquid amount and the ratio of the remaining liquid amount to the filling time (remaining ratio) can also be calculated.

ここで、図3において符号10で例示するように、増幅器・コンパレータ回路は、そのゲイン特性が時間と共に変化し、センサ駆動時間でも変化する回路構成となっている。   Here, as illustrated by reference numeral 10 in FIG. 3, the amplifier / comparator circuit has a circuit configuration in which the gain characteristic changes with time and also changes with sensor driving time.

図4〜図9を参照して、センサ駆動時間でもゲイン特性が変化することを説明する。図4〜図9は、図3の超音波式液面計におけるそれぞれ別の条件での反射エコー波形を示す図である。   With reference to FIGS. 4 to 9, it will be described that the gain characteristic changes even in the sensor driving time. 4 to 9 are diagrams showing reflected echo waveforms under different conditions in the ultrasonic liquid level gauge of FIG.

図4には、実液面が310mm、センサ駆動時間が50μSの時のエコー波形とコンパレータ出力(CPU6の端子Rの入力)を示している。液面での反射エコーの繰返しも認められ良好である。このとき、残量比を計測した表示値である計測表示値は36%となっている。   FIG. 4 shows an echo waveform and a comparator output (input of terminal R of CPU 6) when the actual liquid level is 310 mm and the sensor driving time is 50 μS. Repeated reflection echoes on the liquid surface are also observed, which is good. At this time, the measured display value, which is a display value obtained by measuring the remaining amount ratio, is 36%.

図5には、実液面が310mm、センサ駆動時間が100μSの時のエコー波形とコンパレータ出力を示している。センサ駆動時間の延長による反射エコーの変化は殆ど見られず良好である。このとき、図4の条件の場合と同様に計測表示値は36%となっている。   FIG. 5 shows an echo waveform and a comparator output when the actual liquid level is 310 mm and the sensor driving time is 100 μS. The change of the reflected echo due to the extension of the sensor driving time is hardly seen and is good. At this time, the measurement display value is 36% as in the case of the condition of FIG.

図6には、実液面が105mm(製品仕様下限値付近)、センサ駆動時間が50μSの時のエコー波形とコンパレータ出力を示している。液面での反射エコーの時間軸が図4から液面低下に応じて圧縮されたようになっているが繰返しも認められる。残響エコーの干渉を受けているが、コンパレータ及びCPU6における適切な液面検出アルゴリズムにより実液面に応じた計測値を安定して表示している。このとき、計測表示値は6%となっている。   FIG. 6 shows an echo waveform and a comparator output when the actual liquid level is 105 mm (near the product specification lower limit value) and the sensor driving time is 50 μS. The time axis of the reflected echo at the liquid level is compressed according to the liquid level drop from FIG. Although receiving reverberation echo interference, the measured value corresponding to the actual liquid level is stably displayed by an appropriate liquid level detection algorithm in the comparator and the CPU 6. At this time, the measured display value is 6%.

図7には、実液面が105mm(製品仕様下限値付近)、センサ駆動時間が100μSの時のエコー波形とコンパレータ出力を示している。図6の条件に対してセンサ駆動時間を延長したことにより、増幅器の回路特性(図3の符号10で示したAMPゲイン特性)に従ってセンサ駆動後の増幅率(ゲイン)が低く抑えられているので、残響エコーの影響が軽減している。このように、上記AMPゲイン特性をもつ増幅器では、センサ駆動時間を延長すると残響エコーの影響を軽減できることが分かる。このとき、計測表示値は図6の条件の場合と同様に6%となっている。   FIG. 7 shows an echo waveform and a comparator output when the actual liquid level is 105 mm (near the product specification lower limit value) and the sensor driving time is 100 μS. By extending the sensor driving time with respect to the conditions of FIG. 6, the amplification factor (gain) after driving the sensor is kept low according to the circuit characteristics of the amplifier (AMP gain characteristics indicated by reference numeral 10 in FIG. 3). The effect of reverberant echo has been reduced. Thus, it can be seen that the amplifier having the AMP gain characteristic can reduce the influence of the reverberation echo by extending the sensor driving time. At this time, the measurement display value is 6% as in the case of the condition of FIG.

図8には、図6の条件において液面が低下した時で、実液面が80mm(製品仕様外)、センサ駆動時間が50μSの時のエコー波形とコンパレータ出力を示している。液面低下に応じて液面反射エコーと残響エコーが混在し、コンパレータ及びCPU6における液面検出アルゴリズムのソフトフィルタリングを掻い潜り、実液面の4倍の距離320mmに相当する34%を誤表示している。実液面が製品仕様の最低検出距離を割込んでいるのに残量が充分に残っているものと誤計測しており、液面計として重欠点である。このエコー波形は、ガス発生量等により変動し、液面検出アルゴリズムのソフト的な改良のみでは安定性を得るのが難しい。   FIG. 8 shows an echo waveform and a comparator output when the liquid level is lowered under the conditions of FIG. 6, the actual liquid level is 80 mm (out of product specifications), and the sensor drive time is 50 μS. The liquid level reflection echo and the reverberation echo are mixed according to the liquid level drop, and the soft filtering of the liquid level detection algorithm in the comparator and CPU 6 is submerged, and 34% corresponding to a distance 320 mm which is four times the actual liquid level is erroneously displayed. ing. Even though the actual liquid level is below the minimum detection distance of the product specification, it is erroneously measured that the remaining amount is sufficient, which is a serious drawback as a liquid level gauge. This echo waveform varies depending on the amount of gas generated and the like, and it is difficult to obtain stability only by software improvement of the liquid level detection algorithm.

従って、本液面計においては、センサ駆動時間を延長すると残響エコーの影響を軽減できることを利用する。つまり、本液面計は、液位を検知した結果、(A)液位が所定の液位D0以下になったときに、超音波センサ5のセンサ駆動時間を延長して再検知を行う。   Therefore, this liquid level gauge utilizes the fact that the influence of reverberant echo can be reduced by extending the sensor driving time. That is, as a result of detecting the liquid level, this liquid level gauge performs detection again by extending the sensor driving time of the ultrasonic sensor 5 when the liquid level becomes equal to or lower than the predetermined liquid level D0.

図9には、図8の条件からセンサ駆動時間を延長した条件で再検知したときの反射エコー波形を示している。より具体的には、図9には、実液面が80mm(製品仕様外)、センサ駆動時間が100μSの時のエコー波形とコンパレータ出力を示している。液面からの反射エコーは製品仕様の最低検出距離(計測下限値)付近では距離減衰も無く充分大きいことを利用し、近距離(残量比が低いところ)での増幅器の増幅率(ゲイン)を下げて、残響エコーと液面反射エコーのS/N比を向上させることで、液面捕捉を確実にしている。本液面計では、近距離での増幅器の増幅率(ゲイン)を下げるために、図3の符号10で示したAMPゲイン特性をもつ増幅器を利用し、センサ駆動時間を長くしている。   FIG. 9 shows a reflected echo waveform when re-detection is performed under the condition that the sensor driving time is extended from the condition of FIG. More specifically, FIG. 9 shows an echo waveform and a comparator output when the actual liquid level is 80 mm (outside the product specification) and the sensor driving time is 100 μS. The reflected echo from the liquid surface is sufficiently large without any attenuation in the vicinity of the minimum detection distance (measurement lower limit value) in the product specification, and the amplification factor (gain) of the amplifier at a short distance (where the remaining ratio is low) Is lowered to improve the S / N ratio of the reverberation echo and the liquid surface reflection echo, thereby ensuring the liquid surface capture. In this liquid level gauge, in order to lower the amplification factor (gain) of the amplifier at a short distance, an amplifier having an AMP gain characteristic indicated by reference numeral 10 in FIG. 3 is used, and the sensor driving time is lengthened.

このように、本液面計では、容器内液量が低残量であることを計測した時にセンサ駆動パルスの駆動時間を長くするように制御することで、残響エコーと液面反射エコーとの層別を図っている。どの程度、延長させるかは任意に決めておけばよく、また後で設定可能なようにしておいてもよい。また、図4の条件と図5の条件での計測結果の比較や、図6の条件と図7の条件での計測結果の比較からも分かるように、製品仕様内(つまり計測下限値を割り込まない場合)には、このようなセンサ駆動時間の延長によって計測値が変化する訳ではないため、問題ない。   In this way, in this liquid level gauge, by controlling the drive time of the sensor drive pulse to be longer when measuring that the amount of liquid in the container is low, the reverberation echo and the liquid surface reflection echo are reduced. We are trying to stratify. The extent of extension may be determined arbitrarily, and may be set later. Further, as can be seen from the comparison of the measurement results under the conditions of FIG. 4 and FIG. 5 and the comparison of the measurement results under the conditions of FIG. 6 and FIG. In the case where the sensor drive time does not exist, there is no problem because the measured value does not change due to such extension of the sensor driving time.

また、図9の条件では、液面値を正しく計測できている(製品仕様外であること、つまり、少なくとも製品仕様下限値を下回っていることが正しく検知できている)が、製品仕様外であることが作業者に認識できるように、LCD等に行う計測表示値は「−−−−」と数値を表示しないようにすればよい。   In addition, under the conditions shown in FIG. 9, the liquid level value can be measured correctly (that is, it is correctly detected that it is out of the product specification, that is, at least below the product specification lower limit value). The measurement display value to be displayed on the LCD or the like may not be displayed as “----” so that the operator can recognize that there is.

図10には、上述のようなセンサ駆動時間の延長の処理を含む、図3の超音波式液面計の動作フローを示している。本液面計では、まず、所定の駆動時間で超音波センサ5を駆動させて残量液面計測を行う(ステップS1)。この計測の結果、CPU6は前回の計測値以上か否かを判定し(ステップS2)、前回の計測値以上である場合には、センサ駆動時間を所定時間延長し(ステップS6)、再計測(再検知)を行う(ステップS7)。ステップS2でYESの場合に延長して再検知を行っているのは、計測下限値付近では、前回より液位が減っているにも拘わらず誤計測により前回の計測値以上の計測値が算出される可能性があるためである。このように、ステップS2の判定は、「実際の液位」が所定の液位D0を割り込んでいる可能性があるかの判定基準として採用できる。   FIG. 10 shows an operation flow of the ultrasonic liquid level gauge of FIG. 3 including the process of extending the sensor driving time as described above. In the liquid level gauge, first, the ultrasonic sensor 5 is driven for a predetermined driving time to measure the remaining liquid level (step S1). As a result of this measurement, the CPU 6 determines whether or not the measured value is equal to or greater than the previous measured value (step S2). If the measured value is equal to or greater than the previous measured value, the sensor driving time is extended by a predetermined time (step S6) and remeasured (step S6). Redetection) is performed (step S7). The reason why re-detection is extended in the case of YES in step S2 is that, near the measurement lower limit value, a measured value that is equal to or higher than the previous measured value is calculated due to erroneous measurement even though the liquid level has decreased from the previous value. This is because there is a possibility of being. In this way, the determination in step S2 can be adopted as a criterion for determining whether or not the “actual liquid level” may be interrupting the predetermined liquid level D0.

また、ステップS2でNOの場合には、CPU6は所定の液位D0(この例では残量比20%)以下であるか否かを判定し(ステップS3)、20%以下である場合にはステップS6へ進む。なお、再計測後は、省電力を考慮し、次の検知時(ステップS1)に備え、センサ駆動時間を上記所定の駆動時間に戻しておく。ステップS7の後、CPU6はその計測値が期待値(つまり計測下限値)以上であるか否かを判定し(ステップS8)、NOの場合には、「−−−−」の計測表示を行う(ステップS9)。   If NO in step S2, the CPU 6 determines whether or not it is a predetermined liquid level D0 (remaining amount ratio 20% in this example) or less (step S3). Proceed to step S6. After the remeasurement, the sensor drive time is returned to the predetermined drive time in preparation for the next detection (step S1) in consideration of power saving. After step S7, the CPU 6 determines whether or not the measured value is equal to or greater than the expected value (that is, the measurement lower limit value) (step S8), and in the case of NO, performs a measurement display of “----”. (Step S9).

ステップS8でYESであった場合やステップS3でNOであった場合には、計測値の表示を更新する(ステップS4)。ステップS4の後、及びステップS9の後、CPU6は間隔タイマを起動し(ステップS5)、計測間隔の到来に応じてステップS1へ戻る。ステップS5のように、本液面計では、残量管理をする目的でCPU6の内蔵タイマで数時間毎に液面計測を行っている。   If YES in step S8 or NO in step S3, the measurement value display is updated (step S4). After step S4 and after step S9, the CPU 6 starts an interval timer (step S5), and returns to step S1 in response to the arrival of the measurement interval. As in step S5, the liquid level gauge measures the liquid level every several hours with a built-in timer of the CPU 6 for the purpose of managing the remaining amount.

図10で説明したように、本液面計においては、液位を検知した結果、(A)液位が所定の液位D0以下になったときに、及び/又は、(B)液位が前回検知した液位より大きくなったときに、超音波センサ5のセンサ駆動時間を延長して再検知を行う。   As described with reference to FIG. 10, in the liquid level gauge, as a result of detecting the liquid level, (A) when the liquid level becomes equal to or lower than a predetermined liquid level D0 and / or (B) the liquid level is When it becomes larger than the previously detected liquid level, the sensor driving time of the ultrasonic sensor 5 is extended and redetection is performed.

つまり、本液面計では、計測値が残量管理に悪影響を及ぼす領域(例えば20%以下)を計測した場合には、計測値の真偽を確実にするために計測条件(センサ駆動時間)を変化させる。本液面計では、その代わりに、前回計測値より大きな値が計測された場合に、計測値の真偽を確実にするため計測条件(センサ駆動時間)を変化させるようにしてもよい。若しくは、計測条件を変化させるための条件として、それら両方を採用してもよい。いずれの場合(液面計測した結果が残量20%以下の場合及び/又は前回計測値より高い場合)でも、計測値が正しいかを検証するために、ハードウェア回路特性、計測アルゴリズムを考慮し、液残量が実際にある場合には正しく計測し、空近傍の場合は液面計測不確定との結果が出力されるようなセンサ駆動時間で駆動する。   That is, in this liquid level gauge, when measuring the area where the measured value adversely affects the remaining amount management (for example, 20% or less), the measurement condition (sensor driving time) is used to ensure the authenticity of the measured value. To change. Instead, in this liquid level gauge, when a value larger than the previous measurement value is measured, the measurement condition (sensor drive time) may be changed to ensure the authenticity of the measurement value. Or you may employ | adopt both as conditions for changing measurement conditions. In any case (when the liquid level measurement result is less than 20% remaining and / or higher than the previous measurement value), consider the hardware circuit characteristics and measurement algorithm to verify that the measurement value is correct. When the remaining amount of liquid is actually present, the measurement is performed correctly, and when it is near the sky, the sensor is driven with a sensor driving time such that a result that the liquid level measurement is uncertain is output.

これにより、計測下限値を割り込んだ状態で液位を計測した場合でも、液面反射エコーと残響エコーとを正確に区別し、計測下限値を割り込んでいることを精度良くかつ省電力で検知することが可能になる。しかも、本液面計では、このような計測安定性を向上させるために、計測条件を変化させるという単純なアルゴリズムの追加で済む。つまり、本液面計によれば、製品仕様外の条件でも誤計測を生ずることなく安定して計測できるのでガス切れ事故の防止、遠隔監視センタで用いている残量監視システムの安定稼動等がソフトウェアの改良のみで実現できる。さらに、このような計測安定性をもった検知により、液位が計測下限値を割り込んだ場合でも、計測結果を確実に未表示にする(又は下限値を割り込んでいることを示す表示にする)ことができる。   As a result, even when the liquid level is measured with the measurement lower limit value interrupted, the liquid level reflection echo and the reverberation echo are accurately distinguished, and the measurement lower limit value is accurately detected with low power consumption. It becomes possible. Moreover, in this liquid level gauge, in order to improve such measurement stability, it is sufficient to add a simple algorithm for changing measurement conditions. In other words, according to this level gauge, it is possible to measure stably without causing erroneous measurement even under conditions outside the product specifications, so it is possible to prevent out-of-gassing accidents, stable operation of the remaining amount monitoring system used in the remote monitoring center, etc. It can be realized only by improving the software. Furthermore, even when the liquid level has fallen below the measurement lower limit value due to such detection having measurement stability, the measurement result is surely hidden (or displayed to indicate that the lower limit value has been interrupted). be able to.

省電力化について補足すると、本液面計によれば、液残量が低い値を計測したのみ(液位D0以下になったと直接検知されたときだけでなく、上記(B)のようにその可能性があることが推測されるときも含む)、電池消耗の大きなセンサ駆動時間の延長を行うので消費電力の増加は僅かで電池寿命の低下を招かない。また、計測下限値を割り込んだ後に液体が充填されたときには、上記(B)の条件を採用している場合にはその条件での再検知後、上記(A)の条件のみを採用している場合にはその条件での再検知後、液位はLPGの使用に伴い減る方向にあるため、元のセンサ駆動時間で駆動することで、消費電力の低減が図れる。例えば、どのような残量のときでも(全残量域で)センサ駆動時間を100μsにした場合(従来の方法)と、センサ駆動時間を通常50μsとしておき実液面が105mm(製品仕様下限値付近)以下となったときにで100μsに上げるようにした場合(本発明を適用)とでシュミレーションしたところ、従来の方法では本発明の方法に比べて電池寿命が約10%も短くなってしまう。   Supplementing about power saving, according to this liquid level gauge, only a value with a low liquid remaining amount was measured (not only when it was directly detected that the liquid level was lower than D0, but also as shown in (B) above. (Including when it is estimated that there is a possibility of this), the sensor driving time with large battery consumption is extended, so that the increase in power consumption is slight and the battery life is not reduced. Further, when the liquid is filled after the measurement lower limit value is interrupted, when the condition (B) is adopted, only the condition (A) is adopted after re-detection under the condition. In some cases, the liquid level tends to decrease with the use of LPG after re-detection under that condition, so that power consumption can be reduced by driving with the original sensor driving time. For example, when the sensor drive time is set to 100 μs at any remaining amount (in the entire remaining amount range) (conventional method), the sensor drive time is normally set to 50 μs and the actual liquid level is 105 mm (the lower limit value of the product specification) (Neighborhood) When it was reduced to below 100 μs (applying the present invention), the conventional method would shorten the battery life by about 10% compared to the method of the present invention. .

また、本発明の他の実施形態として、本液面計は、図10の処理において、延長後のセンサ駆動時間で得られた反射エコーパルス幅(延長前より増加した反射エコーパルス幅)を有効エコーの判断に用いるようにしてもよい。これにより更なる安定性の向上が期待できる。   Further, as another embodiment of the present invention, the liquid level gauge effectively uses the reflected echo pulse width (the reflected echo pulse width increased from before the extension) obtained in the sensor driving time after the extension in the process of FIG. You may make it use for judgment of echo. As a result, further improvement in stability can be expected.

このような実施形態について具体的に説明する。上述した再検知(ステップS7の再計測)は、CPU6が、延長後のセンサ駆動時間での駆動により受信した反射波のパルス幅に応じて、実際の反射波(エコー波形)の中から液面反射波(残響エコーではなく検知に用いるのに有効な液面反射エコー)を決定し、その液面反射波の受信タイミングをもとに液位を算出することで行う。   Such an embodiment will be specifically described. The above-described re-detection (re-measurement in step S7) is performed by the CPU 6 from the actual reflected wave (echo waveform) according to the pulse width of the reflected wave received by driving with the extended sensor driving time. This is performed by determining a reflected wave (a liquid surface reflection echo effective for detection rather than a reverberation echo) and calculating a liquid level based on the reception timing of the liquid surface reflection wave.

ここで、反射波のパルス幅に応じて液面反射波を決定する際には、実液面に反射した液面反射エコーのパルス幅がセンサ駆動時間に比例して増減する特性を利用し、反射波のパルスのH(High)/L(Low)デューティ比を解析し、そのH/Lデューティ比に応じて液面反射波を決定する。   Here, when determining the liquid surface reflected wave according to the pulse width of the reflected wave, utilizing the characteristic that the pulse width of the liquid surface reflected echo reflected on the actual liquid surface increases or decreases in proportion to the sensor driving time, The H (High) / L (Low) duty ratio of the pulse of the reflected wave is analyzed, and the liquid surface reflected wave is determined according to the H / L duty ratio.

このように、本実施形態では、反射波(反射エコー)のパルスのH/Lデューティ比を判断基準に用い、残響エコー(ノイズエコー)と液面反射エコーとの層別を図ることができ、従って計測安定性をより向上させることができる。勿論、再検知時だけではなく、最初の検知(センサ駆動時間延長前の検知)においてもこのような液面反射波の決定を行うことが好ましい。   As described above, in this embodiment, the H / L duty ratio of the pulse of the reflected wave (reflected echo) is used as the determination criterion, and the reverberation echo (noise echo) and the liquid surface reflected echo can be divided into layers, Therefore, measurement stability can be further improved. Of course, it is preferable to determine such a liquid surface reflected wave not only at the time of re-detection but also at the first detection (detection before extending the sensor driving time).

また、本実施形態の反射エコーのパルスのH/Lデューティ比を判断基準に用いる処理(以下、第2処理という)は、図10で説明したような、上記(A)の場合及び/又は上記(B)の場合に超音波センサ5のセンサ駆動時間を延長して再検知を行う、といった処理(以下、第1処理という)と併用しなくても、計測安定性の向上だけでなく一定の省電力の効果も奏する。   Further, the processing using the H / L duty ratio of the reflected echo pulse of this embodiment as a criterion (hereinafter referred to as second processing) is the case of the above (A) and / or the above described as shown in FIG. Even in the case of (B), it is possible not only to improve the measurement stability but also to maintain a certain level even if it is not used together with the process (hereinafter referred to as the first process) of extending the sensor drive time of the ultrasonic sensor 5 and performing redetection. There is also an effect of power saving.

より具体的に説明すると、上記第1処理と併用しない上記第2処理でも、超音波センサ5における反射波の受信タイミングをもとに液位を検知するが、例えば次のような処理を行う。まず、超音波センサ5を所定の駆動時間駆動させて反射波を受信し、受信した反射波のパルスのH/Lデューティ比を解析し、H/Lデューティ比が所定値以下の場合には、そのH/Lデューティ比に基づき、液面下限域で混在する残響波と液面からの反射波のうち液面反射波を決定し、決定した液面反射波の受信タイミングをもとに液位を検知(算出することで検知)する。一方、H/Lデューティ比が所定値より大きかった場合には、超音波センサ5の駆動時間を延長し、その駆動時間の延長により受信した反射波のパルスのH/Lデューティ比を解析し、液面下限域で混在する残響波と液面からの反射波のうち液面反射波を決定し、決定した液面反射波の受信タイミングをもとに液位を検知(算出することで検知)する。   More specifically, the liquid level is detected based on the reception timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor 5 even in the second process that is not used in combination with the first process. For example, the following process is performed. First, the ultrasonic sensor 5 is driven for a predetermined driving time to receive a reflected wave, the H / L duty ratio of the received reflected wave pulse is analyzed, and when the H / L duty ratio is equal to or less than a predetermined value, Based on the H / L duty ratio, the liquid level reflected wave is determined from the reverberation wave and the reflected wave from the liquid level in the lower limit of the liquid level, and the liquid level is determined based on the reception timing of the determined liquid level reflected wave. Is detected (detected by calculating). On the other hand, when the H / L duty ratio is larger than a predetermined value, the driving time of the ultrasonic sensor 5 is extended, and the H / L duty ratio of the reflected wave pulse received by the extension of the driving time is analyzed. The liquid level reflected wave is determined from the reverberant wave and the reflected wave from the liquid level in the lower limit of the liquid level, and the liquid level is detected (detected by calculating) based on the reception timing of the determined liquid level reflected wave. To do.

図6のエコー波形は増幅度が高いため半飽和状態でセンサ駆動近傍の時間領域ではコンパレータ出力はHの状態が長くLの状態は少ない。液面が更に下がった図8の状態ではさらにHの状態が長い。上記所定値としては、例えばこれらの間の値を採用すればよい。それに対し駆動時間を長くした図7、図9では増幅度が適切に抑制されているのでエコー波形も残響エコーが顕在化せず液面からの反射エコーのこだまが認められる。このように反射波のパルスのH/Lデューティを確認することにより液面からのエコーを的確に捕捉できる。   Since the echo waveform in FIG. 6 has a high amplification degree, the comparator output has a high H state and a low L state in the time domain near the sensor drive in a half-saturated state. In the state of FIG. 8 where the liquid level has further decreased, the state of H is further longer. For example, a value between these values may be adopted as the predetermined value. On the other hand, in FIGS. 7 and 9 in which the drive time is extended, since the amplification degree is appropriately suppressed, the echo waveform does not manifest the reverberation echo, and a reflection echo top from the liquid surface is recognized. Thus, the echo from the liquid level can be accurately captured by checking the H / L duty of the pulse of the reflected wave.

上記第1処理と併用しない上記第2処理では、上述した通り計測安定性が向上するだけでなく、従来と計測下限値を同じくする超音波式液面計でのセンサ駆動時間に比べて、最初の駆動時間と延長した駆動時間との合計駆動時間を短くすることができる。従って、上記第1処理と併用しない上記第2処理では、従来の超音波式液面計のセンサ駆動時間と同じ合計駆動時間を採用した場合に計測下限値を従来より少なくすることができるため、省電力の点でも一定の効果を奏する。   In the second process that is not used in combination with the first process, not only the measurement stability is improved as described above, but also compared with the sensor driving time in an ultrasonic liquid level gauge that has the same measurement lower limit as in the prior art, The total drive time of the drive time and the extended drive time can be shortened. Therefore, in the second process that is not used in combination with the first process, when the same total drive time as the sensor drive time of the conventional ultrasonic liquid level gauge is adopted, the measurement lower limit value can be reduced as compared with the conventional process. It also has a certain effect in terms of power saving.

1…LPガスバルク貯槽、2…LP液、3…LP液界面、4…コントロールユニット、5…超音波センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... LP gas bulk storage tank, 2 ... LP liquid, 3 ... LP liquid interface, 4 ... Control unit, 5 ... Ultrasonic sensor.

特許4083037号公報Japanese Patent No. 4083037 特許4079823号公報Japanese Patent No. 4079823

Claims (3)

容器の底部から該容器内の液体の液面に向けて超音波を発信させると共に該液面からの反射波を受信する超音波センサを備え、該超音波センサにおける該反射波の受信タイミングをもとに液位を検知する超音波式液面計であって、
前記液位を検知した結果、所定の液位以下になったときに、及び/又は、前回検知した液位より大きくなったときに、前記超音波センサの駆動時間を延長して再検知を行うことを特徴とする超音波式液面計。
An ultrasonic sensor for transmitting an ultrasonic wave from the bottom of the container toward a liquid surface of the liquid in the container and receiving a reflected wave from the liquid surface, and receiving timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor; And an ultrasonic level gauge that detects the liquid level.
As a result of detecting the liquid level, when the liquid level falls below a predetermined liquid level and / or when the liquid level becomes larger than the previously detected liquid level, the detection time is extended by extending the driving time of the ultrasonic sensor. An ultrasonic liquid level gauge characterized by that.
請求項1に記載の超音波式液面計において、前記再検知は、前記駆動時間の延長後の前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比に応じて、前記反射波の中から液面反射波を決定し、該液面反射波の受信タイミングをもとに前記液位を算出することで行うことを特徴とする超音波式液面計。   2. The ultrasonic level gauge according to claim 1, wherein the re-detection is performed by detecting a liquid level from the reflected wave according to a High / Low duty ratio of the pulse of the reflected wave after the extension of the driving time. An ultrasonic liquid level gauge characterized by determining a reflected wave and calculating the liquid level based on the reception timing of the liquid surface reflected wave. 容器の底部から該容器内の液体の液面に向けて超音波を発信させると共に該液面からの反射波を受信する超音波センサを備え、該超音波センサにおける該反射波の受信タイミングをもとに液位を検知する超音波式液面計であって、
前記超音波センサを所定の駆動時間駆動させて前記反射波を受信し、受信した前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比が所定値より大きい場合のみ前記超音波センサの駆動時間を延長し、さらに該駆動時間の延長後の前記反射波のパルスのHigh/Lowのデューティ比に応じて、前記反射波の中から液面反射波を決定し、該液面反射波の受信タイミングをもとに前記液位を検知することを特徴とする超音波式液面計。
An ultrasonic sensor for transmitting an ultrasonic wave from the bottom of the container toward a liquid surface of the liquid in the container and receiving a reflected wave from the liquid surface, and receiving timing of the reflected wave in the ultrasonic sensor; And an ultrasonic level gauge that detects the liquid level.
The ultrasonic sensor is driven for a predetermined driving time to receive the reflected wave, and the driving time of the ultrasonic sensor is extended only when the High / Low duty ratio of the received pulse of the reflected wave is larger than a predetermined value. Further, a liquid level reflected wave is determined from the reflected waves in accordance with a High / Low duty ratio of the pulse of the reflected wave after extending the driving time, and based on the reception timing of the liquid level reflected wave. An ultrasonic liquid level gauge characterized by detecting the liquid level.
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