JP2017120187A - Liquid level measuring probe, liquid level measuring system, and liquid level measuring method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the lowermost end position of an outer peripheral surface of piping arranged horizontally and to measure the liquid level at the lowermost end position by ultrasonic measurement.SOLUTION: An ultrasonic probe 11 includes a probe surface 11a for radiating an ultrasonic wave and receiving a reflection echo, and outputs a reflection echo signal corresponding to the reflection echo. A gravity sensor 12 outputs a gravity detection signal with a value corresponding to gravity when a sensor axis 12a faces a vertical direction, and the value of the gravity detection signal reduces when the sensor axis 12a deviates from the vertical direction. A liquid level measuring probe 10 is formed by combining the ultrasonic probe 11 and the gravity sensor 12 in a state of the sensor axis 12a orthogonal to the probe surface 11a. When the value of the gravity detection signal becomes the largest, the liquid level is detected on the basis of the reflection echo signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測方法に関し、配管などの構造体の内部に存在する液体の液位を、超音波を利用して、構造体の外部から正確に計測することができるように工夫したものである。   The present invention relates to a liquid level measurement probe, a liquid level measurement system, and a liquid level measurement method, and accurately detects the liquid level of a liquid existing inside a structure such as a pipe from the outside of the structure using ultrasonic waves. It is devised so that it can be measured.

工場や各種の設備においては、配管やタンクなど液体を収容する構造体の内部に存在する液体(例えば水)の液位(水位)を検出するために、液位(水位)計測装置が使用されている。例えば、配管内の水位を計測する現状の技術としては、次のようなものがある。
・配管内にフロートを設置して、水面に浮かべたフロートの位置変化や浮力変動を計測することにより、水位を計測する手法。
・配管内に圧力検出器を設置して、水により発生する圧力を計測し、計測圧力を基に水位を計測する手法。
・配管内に一対の電極を設置して、電極間の電気容量の変化を計測し、計測した電気容量変化を基に水位を計測する手法。
・配管の外周面に超音波探触子を設置し、超音波探触子から発した超音波が水面にて反射してきた反射エコーを検出し、反射エコーを検出したタイミングを基に水位を検出する手法(特許文献1,2参照)。
In factories and various facilities, a liquid level (water level) measuring device is used to detect the liquid level (water level) of a liquid (for example, water) existing inside a structure that contains liquid, such as pipes and tanks. ing. For example, as the current technology for measuring the water level in a pipe, there are the following.
-A method of measuring the water level by installing a float in the pipe and measuring the float's position change and buoyancy fluctuation.
・ A method that measures the pressure generated by water by installing a pressure detector in the pipe and measures the water level based on the measured pressure.
-A method of measuring the water level based on the measured change in electrical capacitance by installing a pair of electrodes in the pipe and measuring the change in electrical capacitance between the electrodes.
・ Install an ultrasonic probe on the outer peripheral surface of the pipe, detect the reflected echo reflected from the water surface by the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic probe, and detect the water level based on the timing of detecting the reflected echo. (See Patent Documents 1 and 2).

これらの水位を計測する手法のうち、超音波探触子を用いた水位計測技術は、配管などの構造物に穴をあける必要がなく、密閉された配管の外部から水位を計測することが可能であるため、容易に水位(液位)の検出をすることができる利点がある。
このため、水平配置された配管の内部に存在する水の水位を、配管の長手方向の多数の検査位置において検出する場合には、超音波探触子を用いて水位計測することが行われている。具体的には、配管長手方向の最初の検査位置において、検査員が手動で超音波探触子を配管の外周面に接触させ、この状態で水位計測をし、この位置での水位計測が終わったら、検査員が手動で次の検査位置に超音波探触子を接触させ、この状態で水位計測をする、という動作を次々に繰り返していく。
Among these water level measurement methods, the water level measurement technology using an ultrasonic probe can measure the water level from the outside of a sealed pipe without the need to drill holes in the pipe or other structures. Therefore, there is an advantage that the water level (liquid level) can be easily detected.
For this reason, when detecting the water level existing in the horizontally arranged pipes at a number of inspection positions in the longitudinal direction of the pipes, the water level is measured using an ultrasonic probe. Yes. Specifically, at the first inspection position in the longitudinal direction of the pipe, the inspector manually brings the ultrasonic probe into contact with the outer peripheral surface of the pipe, measures the water level in this state, and finishes the water level measurement at this position. Then, the inspector manually repeats the operation of bringing the ultrasonic probe into contact with the next inspection position and measuring the water level in this state one after another.

なお、本明細書において、「水平配置」とは、管の配置状態が完全な水平になっていることのみならず、ある程度は水平から傾いているが配管内部に液体を留めることができる程度に横方向に配置されていることをも含む配置状態を意味するものとして用いる。   In this specification, “horizontal arrangement” means not only that the arrangement state of the pipes is completely horizontal, but also that the liquid can be retained inside the pipe although it is inclined to some extent. It is used to mean an arrangement state that also includes being arranged in the horizontal direction.

図7は、水平配置された配管Pの内部に存在する水Wの水位を、超音波探触子1により計測する例を示している。この例では、円筒状の配管Pの管厚はT、水Wの水位はHである。
検査員は、配管長手方向のある検査位置において、円筒状の配管Pの外周面のうち最下端位置に、超音波探触子1を接触させ、超音波探触子1から超音波を発射させて超音波計測をする。超音波計測においては、発射された超音波が配管Pの内周面において反射し戻ってきた第1の反射エコーと、発射された超音波が配管Pを通過して水Wの表面(液界面)において反射し戻ってきた第2の反射エコーが得られる。第1の反射エコー及び第2の反射エコーは繰り返し戻ってくる。このため、繰り返し戻ってくる第2の反射エコーの時間間隔を基に、水位Hを計測することができる。
FIG. 7 shows an example in which the ultrasonic probe 1 measures the water level of the water W present inside the horizontally arranged pipes P. In this example, the pipe thickness of the cylindrical pipe P is T, and the water level of the water W is H.
The inspector brings the ultrasonic probe 1 into contact with the lowest end position of the outer peripheral surface of the cylindrical pipe P at a certain inspection position in the longitudinal direction of the pipe, and emits ultrasonic waves from the ultrasonic probe 1. To measure ultrasound. In the ultrasonic measurement, the emitted ultrasonic wave is reflected by the inner peripheral surface of the pipe P and returned, and the emitted ultrasonic wave passes through the pipe P to pass through the surface of the water W (liquid interface). ), The second reflected echo reflected back is obtained. The first reflected echo and the second reflected echo return repeatedly. For this reason, the water level H can be measured based on the time interval of the second reflected echo that repeatedly returns.

特開2014−89142号公報JP 2014-89142 A 特開2009−139212号公報JP 2009-139212 A

ところで円筒状の配管Pの内部に存在する水Wの水位を正確に計測するためには、配管Pの外周面のうち最下端位置に、超音波探触子1を接触させる必要がある。このようにすれば、超音波探触子1から発生する超音波は、最下端位置から鉛直方向上方に向かって発射され、水面に対して直交する方向に進むため、正確に水位計測をすることができる。   Incidentally, in order to accurately measure the water level of the water W existing inside the cylindrical pipe P, it is necessary to bring the ultrasonic probe 1 into contact with the lowest end position of the outer peripheral surface of the pipe P. In this way, the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 1 is emitted vertically upward from the lowest position and proceeds in a direction perpendicular to the water surface, so that the water level is accurately measured. Can do.

ところが、図8に示すように、配管Pの外周面の最下端位置からずれた位置に超音波探触子1を接触させて水位計測をした場合には、水位計測の誤差が大きくなる。例えば、水Wに入射した超音波が、鉛直方向に対して斜め方向に進むことにより、計測した水位が実際の水位より高くなってしまうことがある。
また図9に示すように、配管Pが小口径でかつ水量が少ない場合には、配管Pの内部に水Wがあるにもかかわらず、水Wがない、即ち水位ゼロと誤計測してしまうことがある。これは超音波探触子1を最下端位置からずれて配置したため、実際には配管P内に水Wがあるにもかかわらず、出射した超音波が水Wに入射されないためである。
However, as shown in FIG. 8, when the ultrasonic probe 1 is brought into contact with a position shifted from the lowest end position of the outer peripheral surface of the pipe P, the water level measurement error increases. For example, when the ultrasonic wave incident on the water W travels in an oblique direction with respect to the vertical direction, the measured water level may become higher than the actual water level.
As shown in FIG. 9, when the pipe P has a small diameter and a small amount of water, the water is not present, that is, the water level is erroneously measured as zero even though there is water W inside the pipe P. Sometimes. This is because the ultrasonic probe 1 is arranged so as to deviate from the lowermost position, and thus the emitted ultrasonic wave is not incident on the water W even though the water P is actually present in the pipe P.

多数の配管が狭隘な場所に並んで水平方向に配置されている場合、超音波探触子が配管の外周面の最下端位置に位置していかる否かを、目視で確認することが難しい場合がある。このような場合には、超音波探触子が正しい位置に配置されているか否かは、超音波探傷器で得られる波形と、超音波探触子を配管に取り付けた時に検査員が得られる感覚とに依存して、判定していた。このように検査員の感覚などに依存すると、水位の計測精度の低下や、誤評価の確立が非常に高くなるという問題があった。
また配管の配置状態によっては、検査員が配管の下方に潜り込み、配管の最下端位置を探って、この最下端位置に超音波探触子を取り付けることもあった。このように配管の最下端位置を探る作業は、面倒で時間がかかっていた。
When it is difficult to visually check whether the ultrasonic probe is positioned at the lowermost position on the outer peripheral surface of the pipe when a large number of pipes are arranged horizontally in a narrow space There is. In such a case, whether or not the ultrasonic probe is arranged at the correct position can be obtained by checking the waveform obtained by the ultrasonic flaw detector and the inspector when the ultrasonic probe is attached to the pipe. Judgment was made depending on the senses. Thus, depending on the sense of the inspector, there are problems that the measurement accuracy of the water level is lowered and the establishment of erroneous evaluation becomes very high.
Further, depending on the arrangement state of the pipe, the inspector may sink under the pipe, search for the lowermost position of the pipe, and attach an ultrasonic probe to the lowermost position. Thus, the work of searching for the lowermost position of the pipe is troublesome and takes time.

底面が鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている底面を有するタンクにおいても、上述した配管における課題(図8,図9参照)と同様な課題があった。   Even in a tank having a bottom surface whose bottom surface is convex while gradually curving downward in the vertical direction, there is a problem similar to the problem in the above-described piping (see FIGS. 8 and 9).

本発明は、上記従来技術に鑑み、配管など液体を収容する構造体の内部に存在する液体の液位を、簡易かつ正確に検出することができる、液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described prior art, the present invention provides a liquid level measurement probe, a liquid level measurement system, and a liquid that can easily and accurately detect the liquid level of a liquid existing inside a structure that contains liquid such as piping. The purpose is to provide a position measurement method.

上記課題を解決する本発明の液位計測プローブは、
超音波を出射すると共に反射エコーを受信する探触面を有する超音波探触子と、センサ軸が鉛直方向に向いたときに重力に応じた値の重力検出信号を出力する重力センサとでなり、前記探触面に対して前記センサ軸が直交する状態で前記超音波探触子と前記重力センサとが一体化されていることを特徴とする。
The liquid level measurement probe of the present invention that solves the above problems is
An ultrasonic probe that has a probe surface that emits ultrasonic waves and receives reflected echoes, and a gravity sensor that outputs a gravity detection signal with a value corresponding to gravity when the sensor axis is oriented in the vertical direction. The ultrasonic probe and the gravity sensor are integrated in a state where the sensor axis is orthogonal to the probe surface.

また本発明の液位計測システムは、
上記の液位計測プローブと、液位計測器とでなり、
前記液位計測器は、
前記重力センサから前記重力検出信号が入力され、検出した各重力値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶し、トリガ信号を出力する最下端位置検出部と
前記超音波探触子から前記反射エコーに応じた反射エコー信号が入力されると超音波波形を示す超音波波形信号を形成してこの超音波波形信号により超音波波形を表示し、前記最下端位置検出部から前記トリガ信号が入力されている時の前記超音波波形信号を保持し、保持した超音波波形を連続して表示する超音波計測部と、
前記トリガ信号が入力されると告知動作をする告知部と、
により構成されていることを特徴とする。
The liquid level measurement system of the present invention is
It consists of the above liquid level measuring probe and a liquid level measuring instrument.
The liquid level measuring instrument is
The gravity detection signal is input from the gravity sensor, an extreme value among the detected gravity values is specified and stored as an extreme gravity value, and a trigger signal is output from the lowest end position detection unit and the ultrasonic probe. When a reflected echo signal corresponding to the reflected echo is input from the touch element, an ultrasonic waveform signal indicating an ultrasonic waveform is formed, and the ultrasonic waveform is displayed by the ultrasonic waveform signal. An ultrasonic measurement unit that holds the ultrasonic waveform signal when the trigger signal is input and continuously displays the held ultrasonic waveform;
A notification unit that performs a notification operation when the trigger signal is input;
It is characterized by comprising.

また本発明の液位計測システムは、
前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きい場合に、超音波波形を連続して表示すること、
また、前記超音波計測部は、入力部を有しており、入力部から承認信号が入力されると、保持した前記超音波波形信号を記憶すること、
また、前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きく更に前記承認信号が入力された場合に、超音波波形信号を保持し保持した超音波波形信号により超音波波形を連続して表示することを特徴とする。
The liquid level measurement system of the present invention is
The ultrasonic measurement unit continuously displays the ultrasonic waveform when the trigger signal is input and the amplitude value of the ultrasonic waveform signal is larger than a predetermined threshold;
Further, the ultrasonic measurement unit has an input unit, and when the approval signal is input from the input unit, storing the held ultrasonic waveform signal,
The ultrasonic measurement unit holds the ultrasonic waveform signal when the trigger signal is input and the amplitude value of the ultrasonic waveform signal is larger than a predetermined threshold and the approval signal is further input. The ultrasonic waveform is continuously displayed by the held ultrasonic waveform signal.

また本発明の液位計測方法は、
液体が収容される構造体の面のうち鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている検査面を、上記の液位計測プローブにより走査して、前記液体の液位を計測する方法であって、
前記探触面を前記検査面の外面に接触させた状態で、前記液位計測プローブを、前記検査面の最下端位置よりも高い位置から前記最下端位置を通り更に前記最下端位置を通りすぎる位置にまで走査していき、この走査のときに得られる前記重力検出信号の値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶する工程を有し、
前記重力検出信号の値が前記極値重力値となる位置に前記液位計測プローブを置いている状態において、前記超音波探触子から得られる反射エコー信号から超音波波形信号を求め、この超音波波形信号を基に前記液体の液位を計測することを特徴とする。
The liquid level measurement method of the present invention is
The liquid level measurement probe measures the liquid level of the liquid containing the liquid by scanning the inspection surface that is gradually curved downward in the vertical direction and is convex. A way to
With the probe surface in contact with the outer surface of the inspection surface, the liquid level measurement probe passes through the lowermost position from a position higher than the lowermost position of the inspection surface and further passes the lowermost position. Scanning to a position, and specifying and storing an extreme value among the values of the gravity detection signal obtained at the time of scanning as an extreme gravity value,
In a state where the liquid level measurement probe is placed at a position where the value of the gravity detection signal becomes the extreme gravity value, an ultrasonic waveform signal is obtained from a reflected echo signal obtained from the ultrasonic probe, The liquid level of the liquid is measured based on a sound wave waveform signal.

本発明によれば、配管やタンクなど液体を収容する構造体の内部に存在する液体(例えば水)の液位(水位)を計測する際に、液位計測プローブを、構造体の検査面のうち最下端位置に容易に配置することができるようになり、これにより液位を容易かつ正確に検出することができる。   According to the present invention, when measuring the liquid level (water level) of a liquid (for example, water) existing inside a structure that contains liquid such as a pipe or a tank, the liquid level measurement probe is connected to the inspection surface of the structure. Of these, the liquid level can be easily arranged at the lowermost position, and the liquid level can be detected easily and accurately.

本発明の実施例に係る水位計測プローブを示す構成図。The block diagram which shows the water level measurement probe which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る水位計測システムを示す構成図。The block diagram which shows the water level measurement system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which measures a water level using the water level measurement system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level using the water level measurement system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level using the water level measurement system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level using the water level measurement system which concerns on the Example of this invention. 従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level with the conventional method. 従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level with the conventional method. 従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the state which measures a water level with the conventional method.

以下、本発明に係る液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測方法を、実施例に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, a liquid level measurement probe, a liquid level measurement system, and a liquid level measurement method according to the present invention will be described in detail based on examples.

〔実施例1〕
本発明の実施例1に係る水位計測プローブ10を、図1を参照して説明する。
水位計測プローブ10は、超音波探触子11と重力センサ12が組み合わされて一体化したものである。超音波探触子11は検査対象物に接触する探触面11aを有している。この探触面11aは、超音波を出射すると共に反射エコーを受信する面である。重力センサ12は、そのセンサ軸12aが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最大値の重力検出信号(例えば、電圧信号)を出力する。したがって、センサ軸12aが鉛直方向に対して傾いていくと、傾きが大きくなるに従い、重力検出信号の値が小さくなっていく。
本例の水位計測プローブ10は、超音波探触子11の探触面11aに対して、重力センサ12のセンサ軸12aが直交する状態で、超音波探触子11と重力センサ12が組み合わされて一体化されている。したがって、探触面11aが水平になったときに、センサ軸12aが鉛直方向に向き、重力検出信号の値が最大になる。
[Example 1]
A water level measurement probe 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The water level measurement probe 10 is an integrated combination of an ultrasonic probe 11 and a gravity sensor 12. The ultrasonic probe 11 has a probe surface 11a that contacts an inspection object. The probe surface 11a is a surface that emits ultrasonic waves and receives reflected echoes. The gravity sensor 12 outputs a gravity detection signal (for example, a voltage signal) having a maximum value corresponding to gravity when the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction. Therefore, when the sensor shaft 12a is tilted with respect to the vertical direction, the value of the gravity detection signal decreases as the tilt increases.
In the water level measurement probe 10 of this example, the ultrasonic probe 11 and the gravity sensor 12 are combined in a state where the sensor axis 12a of the gravity sensor 12 is orthogonal to the probe surface 11a of the ultrasonic probe 11. Integrated. Therefore, when the probe surface 11a becomes horizontal, the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction, and the value of the gravity detection signal is maximized.

なお、図1に示す水位計測プローブ10に組み込む重力センサ12としては、そのセンサ軸12aが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最小値の重力検出信号(例えば、電圧信号)を出力するタイプのセンサを用いることもできる。このようなタイプの重力センサ12を用いた場合には、探触面11aが水平になったときに、センサ軸12aが鉛直方向に向き、重力検出信号の値が最小になり、センサ軸12aが鉛直方向に対して傾いていくと、傾きが大きくなるに従い、重力検出信号の値が大きくなっていく。   The gravity sensor 12 incorporated in the water level measurement probe 10 shown in FIG. 1 outputs a gravity detection signal (for example, a voltage signal) having a minimum value corresponding to gravity when the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction. A type of sensor can also be used. When such a type of gravity sensor 12 is used, when the probe surface 11a becomes horizontal, the sensor shaft 12a is directed in the vertical direction, the value of the gravity detection signal is minimized, and the sensor shaft 12a is As the inclination increases with respect to the vertical direction, the value of the gravity detection signal increases as the inclination increases.

いずれにしろ、図1に示す水位計測プローブ10に組み込む重力センサ12としては、センサ軸12aが鉛直方向に向いたときに、重力検出信号の値が極値(最大値または最小値)になるものを採用する。   In any case, as the gravity sensor 12 incorporated in the water level measurement probe 10 shown in FIG. 1, when the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction, the value of the gravity detection signal becomes an extreme value (maximum value or minimum value). Is adopted.

〔実施例2〕
次に図2を参照しつつ、本発明の実施例2に係る水位計測システム100と、この水位計測システム100を用いて水位を計測する方法を説明する。この水位計測システム100は、水位計測プローブ10と水位計測器110により構成されている。
[Example 2]
Next, a water level measurement system 100 according to a second embodiment of the present invention and a method for measuring the water level using the water level measurement system 100 will be described with reference to FIG. The water level measurement system 100 includes a water level measurement probe 10 and a water level measurement device 110.

水位計測プローブ10は、図1に示すものと同じであり、超音波探触子11と重力センサ12を組み合わせて一体化したものである。
超音波探触子11は、探触面11aから超音波を発生すると共に反射エコーを受信し、受信した反射エコーに対応した反射エコー信号aを出力する。
重力センサ12は、検出した重力に応じた重力検出信号bを出力する。この重力センサ12では、センサ軸12aが鉛直方向に向いたときに重力検出信号bの値が最大値(極値)になり、センサ軸12aが鉛直方向に対して傾いていくと傾きが大きくなるに従い重力検出信号bの値が小さくなっていくタイプのものを採用している。
したがって、水位計測プローブ10が、水平配置された配管の外周面のうち最下端位置に配置されて、超音波探触子11の探触面11aが水平状態になって配管外周面に接触したときに、重力センサ12のセンサ軸12aが鉛直方向に向き、重力検出信号bの値が最大になる。
The water level measurement probe 10 is the same as that shown in FIG. 1 and is an integrated combination of an ultrasonic probe 11 and a gravity sensor 12.
The ultrasonic probe 11 generates an ultrasonic wave from the probe surface 11a, receives a reflected echo, and outputs a reflected echo signal a corresponding to the received reflected echo.
The gravity sensor 12 outputs a gravity detection signal b corresponding to the detected gravity. In the gravity sensor 12, the value of the gravity detection signal b becomes the maximum value (extreme value) when the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction, and the inclination increases as the sensor shaft 12a is tilted with respect to the vertical direction. A type in which the value of the gravity detection signal b becomes smaller is adopted.
Therefore, when the water level measurement probe 10 is arranged at the lowermost position among the outer peripheral surfaces of the horizontally arranged pipes, and the probe surface 11a of the ultrasonic probe 11 is in a horizontal state and comes into contact with the pipe outer peripheral surface. Further, the sensor shaft 12a of the gravity sensor 12 is oriented in the vertical direction, and the value of the gravity detection signal b is maximized.

水位計測器110は、最下端位置検出部120と、超音波計測部130と、告知部140を有している。最下端位置検出部120は、最下端位置判断部121と重力値用メモリ122により構成されている。超音波計測部130は、超音波探索部131と波形信号用メモリ132と波形表示部133と入力部134により構成されている。告知部140は、告知駆動部141とランプ142とブザー143により構成されている。   The water level measuring instrument 110 has a lowermost position detection unit 120, an ultrasonic measurement unit 130, and a notification unit 140. The lowermost position detection unit 120 includes a lowermost position determination unit 121 and a gravity value memory 122. The ultrasonic measurement unit 130 includes an ultrasonic search unit 131, a waveform signal memory 132, a waveform display unit 133, and an input unit 134. The notification unit 140 includes a notification drive unit 141, a lamp 142, and a buzzer 143.

この水位計測システム100により、水平配置された配管Pの内部の水Wの水位を検出するには、先ず「最下端位置検出手順」を行い、その後に「水位計測手順」を行う。各手順と、その手順の際における水位計測システム100の各部の処理動作を、順次説明していく。   In order to detect the water level of the water W inside the horizontally disposed pipe P by the water level measurement system 100, first, the “lowermost position detection procedure” is performed, and then the “water level measurement procedure” is performed. Each procedure and the processing operation of each part of the water level measurement system 100 during the procedure will be described sequentially.

<最下端位置検出手順>
最下端位置を検出する第1ステップでは、検査員が水位計測プローブ10を手に持ち、図3の実線で示すように、配管Pの外周面(検査面の外面)のうち、最下端位置αよりも一端側(図3では左側)の上方位置βに、超音波探触子11の探触面11aを接触させる。このように探触面11aを配管Pの外周面に接触させた状態を維持しつつ、水位計測プローブ10を周方向に沿い走査することにより、水位計測プローブ10を上方位置βから最下端位置αに向かって走査させ、更に最下端位置αから他端側(図3では右側)の上方位置γに向かって走査(第1回目の走査)をする。
<Lower end position detection procedure>
In the first step of detecting the lowermost position, the inspector holds the water level measurement probe 10 in his / her hand and, as shown by the solid line in FIG. 3, the lowermost position α of the outer peripheral surface of the pipe P (the outer surface of the inspection surface). Further, the probe surface 11a of the ultrasonic probe 11 is brought into contact with the upper position β on one end side (left side in FIG. 3). The water level measurement probe 10 is scanned from the upper position β to the lowermost position α by scanning the water level measurement probe 10 along the circumferential direction while maintaining the state in which the probe surface 11a is in contact with the outer peripheral surface of the pipe P in this way. Further, scanning is performed from the lowest end position α toward the upper position γ on the other end side (right side in FIG. 3) (first scan).

このように、水位計測プローブ10を走査(第1回目の走査)して、位置β→位置α→位置γと移動させていった時の水位計測システム100の動作を説明する。
水位計測プローブ10が周方向に走査されていく際に、重力センサ12から連続的に出力された重力検出信号bは、最下端位置判断部121に入力される。最下端位置判断部121は、連続的に入力される重力検出信号bの値である重力値cを次々と検出し、各重力値cを重力値用メモリ122に記憶する。また、最下端位置判断部121は、重力値用メモリ122に記憶した各重力値cを比較し、最大値(極値)のものを最大重力値(極値重力値)mcとして特定して重力値用メモリ122に記憶する。つまり、経時的に次々と重力値cを検出して重力値用メモリ122に記憶していくため、走査の途中で一時的に最大重力値mcであると特定しても、その後に更に大きな値の重力値cを検出して記憶していった場合には、この更に大きな値を最大重力値mcであると特定して記憶を更新していく。
In this way, the operation of the water level measurement system 100 when the water level measurement probe 10 is scanned (first scan) and moved from position β → position α → position γ will be described.
When the water level measurement probe 10 is scanned in the circumferential direction, the gravity detection signal b continuously output from the gravity sensor 12 is input to the lowest end position determination unit 121. The lowest end position determination unit 121 successively detects the gravity value c, which is the value of the gravity detection signal b that is continuously input, and stores each gravity value c in the gravity value memory 122. Further, the lowermost position determination unit 121 compares the gravity values c stored in the gravity value memory 122 and specifies the maximum value (extreme value) as the maximum gravity value (extreme gravity value) mc. Store in the value memory 122. That is, since the gravity value c is detected one after another and stored in the gravity value memory 122, even if the maximum gravity value mc is temporarily specified in the middle of the scanning, a larger value is set thereafter. When the gravity value c is detected and stored, this larger value is specified as the maximum gravity value mc, and the storage is updated.

最下端位置を検出する第2ステップでは、検査員が水位計測プローブ10を手に持ち、探触面11aを配管Pの外周面に接触させた状態を維持しつつ、配管Pの外周面のうち最下端位置αよりも上方位置(例えば上方位置γ)から最下端位置αに向かって、超音波探触子11を周方向に沿い再び走査(第2回目の走査)をしていく。   In the second step of detecting the lowest end position, the inspector holds the water level measurement probe 10 in his / her hand and maintains the state in which the probe surface 11a is in contact with the outer peripheral surface of the pipe P. The ultrasonic probe 11 is scanned again (second scan) along the circumferential direction from a position (for example, the upper position γ) above the lowermost position α toward the lowermost position α.

なお、後述するように、水位計測プローブ10が最下端位置αに位置したときには、告知部140のランプ142が点灯したりブザー143が鳴動したりするので、ランプ点灯やブザー鳴動が発せられた時点で、水位計測プローブ10の走査を停止する。このようにすることにより、水位計測プローブ10を最下端位置αに位置させることができる。   As will be described later, when the water level measurement probe 10 is located at the lowermost position α, the lamp 142 of the notification unit 140 is turned on or the buzzer 143 is ringed. Then, the scanning of the water level measurement probe 10 is stopped. By doing in this way, the water level measurement probe 10 can be located in the lowest end position (alpha).

このように、水位計測プローブ10を再走査(第2回目の走査)して、上方位置から最下端位置αに向かって移動させていった時の水位計測システム100の動作を説明する。
水位計測プローブ10が周方向に再走査(第2回目の走査)がされていく際に、重力センサ12から連続的に重力検出信号bが出力されて最下端位置判断部121に入力される。最下端位置判断部121は、再走査の際に連続的に入力される重力検出信号bの値である重力値cを次々と検出する。そして、最下端位置判断部121は、再走査の際に次々と検出した重力値cと、先に特定して記憶した最大重力値(極値重力値)mcとを対比し、検出した重力値cが最大重力値(極値重力値)mcと一致した時に、トリガ信号dを超音波計測部130の超音波探索部131に向けて出力する。
The operation of the water level measurement system 100 when the water level measurement probe 10 is re-scanned (second scan) and moved from the upper position toward the lowest end position α will be described.
When the water level measurement probe 10 is rescanned in the circumferential direction (second scan), the gravity detection signal b is continuously output from the gravity sensor 12 and input to the lowermost position determination unit 121. The lowest end position determination unit 121 detects the gravity value c, which is the value of the gravity detection signal b continuously input at the time of rescanning, one after another. The lowermost position determination unit 121 compares the gravity value c detected one after another at the time of re-scanning with the maximum gravity value (extreme gravity value) mc previously specified and stored, and detects the detected gravity value. When c coincides with the maximum gravity value (extreme gravity value) mc, the trigger signal d is output to the ultrasonic search unit 131 of the ultrasonic measurement unit 130.

トリガ信号dは、検出した重力値cが最大重力値mcと一致している間は連続して出力されるが、その後に、水位計測プローブ10が最下端位置からずれてしまい、検出した重力値cが最大重力値mcと異なってしまった場合には、トリガ信号dの出力は停止される。   The trigger signal d is continuously output while the detected gravity value c coincides with the maximum gravity value mc. Thereafter, the water level measurement probe 10 is shifted from the lowermost position, and the detected gravity value is detected. When c is different from the maximum gravity value mc, the output of the trigger signal d is stopped.

<水位計測手順>
次に水位計測手順及びその時の水位計測システム100の動作を説明する。
検査員が水位計測プローブ10を手に持ち、探触面11aを配管Pの外周面に接触させた状態を維持しつつ、超音波探触子11を周方向に沿い走査させていく際には、超音波探触子11は超音波を出射するとともに反射エコーを受信し、反射エコーに対応する反射エコー信号aを出力する。超音波探索部131は、反射エコー信号aが入力されると、反射エコー信号aから超音波波形(例えばAスコープ波形)を示す超音波波形信号eを作り出力する。波形表示部133は、超音波波形信号eが入力されて、この超音波波形信号eによる超音波波形(例えばAスコープ波形)を表示する。
<Water level measurement procedure>
Next, the water level measurement procedure and the operation of the water level measurement system 100 at that time will be described.
When the inspector holds the water level measurement probe 10 and keeps the probe surface 11a in contact with the outer peripheral surface of the pipe P while scanning the ultrasonic probe 11 in the circumferential direction. The ultrasonic probe 11 emits an ultrasonic wave, receives a reflected echo, and outputs a reflected echo signal a corresponding to the reflected echo. When the reflected echo signal a is input, the ultrasonic search unit 131 generates and outputs an ultrasonic waveform signal e indicating an ultrasonic waveform (for example, an A scope waveform) from the reflected echo signal a. The waveform display unit 133 receives the ultrasonic waveform signal e and displays an ultrasonic waveform (for example, an A scope waveform) based on the ultrasonic waveform signal e.

超音波探索部131は、更に、次のような判断処理をする。
(i)超音波波形信号eの値(振幅値)が予め設定したゲート信号(閾値)よりも大きいかどうか。
(ii)最下端位置判断部121から超音波探索部131にトリガ信号dが入力されているかどうか。
The ultrasonic search unit 131 further performs the following determination process.
(I) Whether the value (amplitude value) of the ultrasonic waveform signal e is larger than a preset gate signal (threshold value).
(Ii) Whether or not the trigger signal d is input from the lowest end position determination unit 121 to the ultrasonic search unit 131.

超音波探索部131は、次の状態を満足したときには、画面フリーズ動作(詳細は後述する)を行う。
つまり、(i)超音波波形信号eの値(振幅値)が予め設定したゲート信号(閾値)よりも大きく、且つ、(ii)最下端位置判断部121から超音波探索部131にトリガ信号dが入力されているとき、換言すると、
(I)超音波探触子11の探触面11aが、しっかりと配管Pの外周面に接触しており、
(II)水位計測プローブ10が配管Pの外周面の最下端位置に位置している、
という2つの条件が揃ったときに、画面フリーズ動作をする。
When the next state is satisfied, the ultrasound search unit 131 performs a screen freeze operation (details will be described later).
That is, (i) the value (amplitude value) of the ultrasonic waveform signal e is larger than a preset gate signal (threshold value), and (ii) the trigger signal d is sent from the lowermost position determination unit 121 to the ultrasonic search unit 131. In other words, when
(I) The probe surface 11a of the ultrasonic probe 11 is firmly in contact with the outer peripheral surface of the pipe P,
(II) The water level measurement probe 10 is located at the lowermost position of the outer peripheral surface of the pipe P.
When the two conditions are met, the screen freezes.

画面フリーズ動作とは、
・超音波探触子11の探触面11aがしっかりと配管Pの外周面に接触しているため、超音波波形信号eの値(振幅値)が予め設定したゲート信号(閾値)よりも大きく、
・水位計測プローブ10が配管Pの外周面の最下端位置に位置しているため、最下端位置判断部121から超音波探索部131にトリガ信号dが入力されている、
という2つの条件が揃ったときに、そのときの超音波波形信号eを保持して、保持した超音波波形信号eを連続して出力することをいう。したがって画面フリーズ状態になったときには、波形表示部133には、保持した超音波波形信号eによる超音波波形が連続して表示される。
なお画面フリーズ状態になったときには、超音波探索部131の表示部131aに、画面フリーズ状態になったことが表示される。
What is screen freeze operation?
Since the probe surface 11a of the ultrasonic probe 11 is firmly in contact with the outer peripheral surface of the pipe P, the value (amplitude value) of the ultrasonic waveform signal e is larger than a preset gate signal (threshold value). ,
Since the water level measurement probe 10 is located at the lowermost position on the outer peripheral surface of the pipe P, the trigger signal d is input from the lowermost position determination unit 121 to the ultrasonic search unit 131.
When the two conditions are met, the ultrasonic waveform signal e at that time is held, and the held ultrasonic waveform signal e is continuously output. Therefore, when the screen is frozen, the waveform display unit 133 continuously displays the ultrasonic waveform based on the stored ultrasonic waveform signal e.
When the screen is frozen, the display unit 131a of the ultrasonic search unit 131 displays that the screen is frozen.

告知部140の告知駆動部141は、最下端位置判断部121に接続されており、トリガ信号dが入力されると、ランプ142を点灯すると共に、ブザー143を鳴動させる。つまり人間の視覚や聴覚によって分る(認識することができる)告知動作をする。このような告知がされることにより、検査員は水位計測プローブ10が配管Pの外周面のうち最下端位置に位置していることを容易に知ることができる。   The notification drive unit 141 of the notification unit 140 is connected to the lowermost position determination unit 121. When the trigger signal d is input, the lamp 142 is turned on and the buzzer 143 is sounded. In other words, it performs a notification operation that can be recognized (recognized) by human vision and hearing. By such notification, the inspector can easily know that the water level measurement probe 10 is located at the lowest end position on the outer peripheral surface of the pipe P.

なお、告知駆動部141は、トリガ信号dを一旦は受信したが、その後にトリガ信号dを受信しなくなった場合には、ランプ142を消灯しブザー143の鳴動を止める。このように告知が停止することにより、検査員は水位計測プローブ10が配管Pの外周面のうち最下端位置からずれてしまったことを知ることができる。   The notification drive unit 141 once receives the trigger signal d, but when the trigger signal d is not received after that, the lamp 142 is turned off and the buzzer 143 stops ringing. By stopping the notification in this manner, the inspector can know that the water level measurement probe 10 has shifted from the lowermost position on the outer peripheral surface of the pipe P.

検査員は、波形表示部133にフリーズ状態で表示された超音波波形を見て、この超音波波形が異常な波形ではないと判断した場合には、入力部134から超音波探索部131に了承信号fを送る。超音波探索部131は、了承信号fが入力されると、保持した超音波波形信号eを波形信号用メモリ132に送って記憶し保存する。
検査員は、波形表示部133にフリーズ状態で表示された超音波波形を見たり、波形信号用メモリ132に記憶・保存した超音波波形信号eを解析したりすることにより、水位を検出することができる。
When the inspector views the ultrasonic waveform displayed in the freeze state on the waveform display unit 133 and determines that the ultrasonic waveform is not an abnormal waveform, the inspector acknowledges the ultrasonic search unit 131 from the input unit 134. Send signal f. When the acknowledgment signal f is input, the ultrasonic search unit 131 sends the stored ultrasonic waveform signal e to the waveform signal memory 132 for storage and storage.
The inspector detects the water level by looking at the ultrasonic waveform displayed in the freeze state on the waveform display unit 133 or analyzing the ultrasonic waveform signal e stored and stored in the waveform signal memory 132. Can do.

一方、検査員は、波形表示部133にフリーズ状態で表示された超音波波形を見て、この超音波波形が異常な波形であると判断した場合には、入力部134から超音波探索部131に非了承信号gを送る。超音波探索部131は、非了承信号gが入力されると、波形信号用メモリ132に記憶・保持した超音波波形信号eを廃棄するとともに、波形表示部133におけるフリーズ画像の表示を消去する。   On the other hand, when the inspector views the ultrasonic waveform displayed in the freeze state on the waveform display unit 133 and determines that the ultrasonic waveform is an abnormal waveform, the inspector searches the ultrasonic search unit 131 from the input unit 134. Sends a non-acknowledgment signal g. When the non-approval signal g is input, the ultrasonic search unit 131 discards the ultrasonic waveform signal e stored and held in the waveform signal memory 132 and deletes the display of the freeze image in the waveform display unit 133.

図2に示す水位計測システム100を用いれば、次のような計測動作をすることができる。
・第1回目の走査をすることにより、水位計測プローブ10が最下端位置に位置したときの重力値cである最大重力値(極値重力値)mcが得られる。
・第2回目の走査をしたときに、重力値cが最大重力値(極値重力値)mcになったところでトリガ信号dが出力されて、告知部140のランプ142が点灯し、ブザー143が鳴動するという告知動作が行われる。このため、告知動作が行われた時点で第2回目の走査を停止することにより、水位計測プローブ10を配管Pの最下端位置αに位置させることができる。
・水位計測プローブ10を配管Pの最下端位置αに位置してトリガ信号dが出力され、且つ、超音波探触子11の探触面11aがしっかりと配管Pの外周面に接触して超音波波形信号eの値(振幅値)が予め設定したゲート信号(閾値)よりも大きくなったときに、このときの超音波波形信号eが保持されてこの超音波波形信号eによる超音波波形が連続して表示(フリーズ画像表示)される。
If the water level measurement system 100 shown in FIG. 2 is used, the following measurement operation can be performed.
-By performing the first scan, the maximum gravity value (extreme gravity value) mc, which is the gravity value c when the water level measurement probe 10 is located at the lowermost position, is obtained.
When the second scan is performed, the trigger signal d is output when the gravity value c reaches the maximum gravity value (extreme gravity value) mc, the lamp 142 of the notification unit 140 is turned on, and the buzzer 143 is Annunciation is performed to sound. For this reason, the water level measurement probe 10 can be positioned at the lowest end position α of the pipe P by stopping the second scanning when the notification operation is performed.
The trigger signal d is output when the water level measurement probe 10 is positioned at the lowermost position α of the pipe P, and the probe surface 11a of the ultrasonic probe 11 is firmly in contact with the outer peripheral surface of the pipe P and is super When the value (amplitude value) of the sound waveform signal e becomes larger than a preset gate signal (threshold value), the ultrasonic waveform signal e at this time is held, and the ultrasonic waveform by the ultrasonic waveform signal e is changed. Displayed continuously (freeze image display).

このため、図4に示すように、水位計測プローブ10が配管Pの最下端位置に位置したことを、検査員は容易に知ることができ、またフリーズ画像を見て正確に配管P内の水位を計測することができる。   For this reason, as shown in FIG. 4, the inspector can easily know that the water level measurement probe 10 is located at the lowest end position of the pipe P, and the water level in the pipe P can be accurately seen by looking at the freeze image. Can be measured.

なお、図5や図6に示すように、水位計測プローブ10が配管Pの最下端位置からずれて位置しているときには、トリガ信号dが出力されないので、告知動作が行われず、また、フリーズ画像が表示されることはない。このため、水位を誤計測することはない。
また図4に示すように水位計測プローブ10が配管Pの最下端位置に位置したときであっても、探触面11aが配管Pの外周面に密着していない場合には、超音波波形信号eの振幅がゲート信号を越えないので、フリーズ画像が表示されることはない。このため、水位を誤計測することはない。
As shown in FIGS. 5 and 6, when the water level measurement probe 10 is shifted from the lowermost position of the pipe P, the trigger signal d is not output, so the notification operation is not performed and the freeze image is displayed. Is never displayed. For this reason, the water level is not erroneously measured.
Further, as shown in FIG. 4, even when the water level measurement probe 10 is located at the lowermost position of the pipe P, if the probe surface 11a is not in close contact with the outer peripheral surface of the pipe P, an ultrasonic waveform signal is obtained. Since the amplitude of e does not exceed the gate signal, no freeze image is displayed. For this reason, the water level is not erroneously measured.

図2の水位計測システム100では、(i)超音波波形信号eの値(振幅値)が予め設定したゲート信号(閾値)よりも大きく、且つ、(ii)最下端位置判断部121から超音波探索部131にトリガ信号dが入力されているときに、超音波探索部131により、画面フリーズ動作に入っているが、上記(i)、(ii)の条件のうち、一方の条件(ii)が成立したのみで、画面フリーズ動作に入るようにすることもできる。   In the water level measurement system 100 of FIG. 2, (i) the value (amplitude value) of the ultrasonic waveform signal e is larger than a preset gate signal (threshold value), and (ii) the ultrasonic wave is detected from the lowest end position determination unit 121. When the trigger signal d is input to the search unit 131, the ultrasonic search unit 131 enters the screen freeze operation. Of the conditions (i) and (ii), one of the conditions (ii) The screen freeze operation can be started only when the above is established.

また、上記(i)、(ii)の条件に加えて、超音波探索部131に了承信号fが入力された場合に、超音波探索部131により画面フリーズ状態に入るようにしてもよい。   Further, in addition to the above conditions (i) and (ii), when the acknowledgment signal f is input to the ultrasonic search unit 131, the ultrasonic search unit 131 may enter the screen freeze state.

なお、水位計測をする前に、水平配置された配管Pの外周面に水を吹きかけておけば、水は重力により配管外周面に沿い下方に流れ、配管外周面の最下端位置において水滴として溜まる。この溜まった水を、接触媒質として利用すれば、簡易かつ正確に水位計測をすることができる。   In addition, if water is sprayed on the outer peripheral surface of the horizontally arranged pipes P before measuring the water level, the water flows downward along the outer peripheral surface of the pipe due to gravity and accumulates as water droplets at the lowest end position of the outer peripheral surface of the pipe. . If this accumulated water is used as a contact medium, the water level can be measured easily and accurately.

図2に示す水位計測システムを用いれば、底面が鉛直方向の下方に向かって、徐々に湾曲しつつ凸となっているタンク等の構造体においても、底面の外面から、タンク内の水位を容易かつ正確に計測することができる。
また、水に限らず、各種の液体の液位を検出することができることは、勿論である。
If the water level measurement system shown in FIG. 2 is used, even in a structure such as a tank whose bottom surface is gradually curved downward in the vertical direction, the water level in the tank can be easily adjusted from the outer surface of the bottom surface. And it can measure accurately.
Of course, the liquid level of various liquids can be detected, not limited to water.

なお、水位計測プローブ10に組み込む重力センサ12として、そのセンサ軸12aが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最小値の重力検出信号(例えば、電圧信号)を出力するタイプのセンサを用いることもできる。
このようなタイプの重力センサ12を用いた場合には、最下端位置判断部121は、水位計測プローブ10を走査(第1回目の走査)をする際に、重力センサ12から連続的に出力される重力検出信号bの値のうち、最小値(極値)のものを最小重力値(極値重力値)mcとして特定して重力値用メモリ122に記憶する。
更に最下端位置判断部121は、水位計測プローブ10を再走査(第2回目の走査)をする際に、重力センサ12から連続的に入力される重力検出信号bの値である重力値cを次々と検出し、次々と検出した重力値cと、先に特定して記憶した最小重力値(極値重力値)mcとを対比し、検出した重力値cが最小重力値(極値重力値)mcと一致した時に、トリガ信号dを、超音波計測部130の超音波探索部131及び告知部140の告知駆動部141に向けて出力する。
他の部分の構成及び動作は、前述したものと同様である。
As the gravity sensor 12 incorporated in the water level measurement probe 10, a sensor of a type that outputs a gravity detection signal (for example, a voltage signal) having a minimum value corresponding to gravity when the sensor shaft 12a is oriented in the vertical direction is used. You can also.
When such a type of gravity sensor 12 is used, the lowest end position determination unit 121 continuously outputs from the gravity sensor 12 when scanning the water level measurement probe 10 (first scan). Among the values of the gravity detection signal b, the minimum value (extreme value) is specified as the minimum gravity value (extreme gravity value) mc and stored in the gravity value memory 122.
Furthermore, when the water level measurement probe 10 is re-scanned (second scan), the lowermost position determination unit 121 determines a gravity value c that is a value of the gravity detection signal b continuously input from the gravity sensor 12. The gravity value c detected one after another is compared with the minimum gravity value (extreme gravity value) mc previously specified and stored, and the detected gravity value c is the minimum gravity value (extreme gravity value). ) When the value coincides with mc, the trigger signal d is output to the ultrasonic search unit 131 of the ultrasonic measurement unit 130 and the notification drive unit 141 of the notification unit 140.
The configuration and operation of other parts are the same as those described above.

本発明は、水平配置された配管や、底面が鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっているタンク等など液体を収容する構造体の内部に存在する液体(例えば水)の液位(水位)を検出する場合に利用することができる。   The present invention relates to a liquid (for example, water) existing inside a structure that contains a liquid such as a horizontally arranged pipe or a tank whose bottom surface is gradually curved downward in the vertical direction. It can be used when detecting the liquid level (water level).

10 水位計測プローブ
1,11 超音波探触子
11a 探触面
12 重力センサ
100 水位計測システム
110 水位計測器
120 最下端位置検出部
121 最下端位置判断部
122 重力値用メモリ
130 超音波計測部
131 超音波探索部
131a 表示部
132 波形信号用メモリ
133 波形表示部
134 入力部
140 告知部
141 告知駆動部
142 ランプ
143 ブザー
a 反射エコー信号
b 重力検出信号
c 重力値
d トリガ信号
e 超音波波形信号
f 了承信号
g 非了承信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water level measurement probe 1,11 Ultrasonic probe 11a Probe surface 12 Gravity sensor 100 Water level measurement system 110 Water level measuring device 120 Bottom end position detection part 121 Bottom end position judgment part 122 Gravity value memory 130 Ultrasonic measurement part 131 Ultrasonic search unit 131a Display unit 132 Waveform signal memory 133 Waveform display unit 134 Input unit 140 Notification unit 141 Notification drive unit 142 Lamp 143 Buzzer a Reflected echo signal b Gravity detection signal c Gravity value d Trigger signal e Ultrasonic waveform signal f Acknowledgment signal g Unacknowledged signal

Claims (6)

超音波を出射すると共に反射エコーを受信する探触面を有する超音波探触子と、センサ軸が鉛直方向に向いたときに重力に応じた値の重力検出信号を出力する重力センサとでなり、前記探触面に対して前記センサ軸が直交する状態で前記超音波探触子と前記重力センサとが一体化されていることを特徴とする液位計測プローブ。   An ultrasonic probe that has a probe surface that emits ultrasonic waves and receives reflected echoes, and a gravity sensor that outputs a gravity detection signal with a value corresponding to gravity when the sensor axis is oriented in the vertical direction. The liquid level measurement probe, wherein the ultrasonic probe and the gravity sensor are integrated in a state where the sensor axis is orthogonal to the probe surface. 請求項1の液位計測プローブと、液位計測器とでなり、
前記液位計測器は、
前記重力センサから前記重力検出信号が入力され、検出した各重力値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶し、トリガ信号を出力する最下端位置検出部と
前記超音波探触子から前記反射エコーに応じた反射エコー信号が入力されると超音波波形を示す超音波波形信号を形成してこの超音波波形信号により超音波波形を表示し、前記最下端位置検出部から前記トリガ信号が入力されている時の前記超音波波形信号を保持し、保持した超音波波形を連続して表示する超音波計測部と、
前記トリガ信号が入力されると告知動作をする告知部と、
により構成されていることを特徴とする液位計測システム。
The liquid level measuring probe according to claim 1 and a liquid level measuring instrument,
The liquid level measuring instrument is
The gravity detection signal is input from the gravity sensor, an extreme value among the detected gravity values is specified and stored as an extreme gravity value, and a trigger signal is output from the lowest end position detection unit and the ultrasonic probe. When a reflected echo signal corresponding to the reflected echo is input from the touch element, an ultrasonic waveform signal indicating an ultrasonic waveform is formed, and the ultrasonic waveform is displayed by the ultrasonic waveform signal. An ultrasonic measurement unit that holds the ultrasonic waveform signal when the trigger signal is input and continuously displays the held ultrasonic waveform;
A notification unit that performs a notification operation when the trigger signal is input;
A liquid level measurement system comprising:
請求項2において、
前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きい場合に、超音波波形を連続して表示することを特徴とする液位計測システム。
In claim 2,
The ultrasonic measurement unit continuously displays the ultrasonic waveform when the trigger signal is input and the amplitude value of the ultrasonic waveform signal is larger than a predetermined threshold value. system.
請求項2または請求項3において、
前記超音波計測部は、入力部を有しており、入力部から承認信号が入力されると、保持した前記超音波波形信号を記憶することを特徴とする液位計測システム。
In claim 2 or claim 3,
The ultrasonic measurement unit has an input unit, and stores the held ultrasonic waveform signal when an approval signal is input from the input unit.
請求項4において、
前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きく更に前記承認信号が入力された場合に、超音波波形信号を保持し保持した超音波波形信号により超音波波形を連続して表示することを特徴とする液位計測システム。
In claim 4,
The ultrasonic measurement unit holds and holds the ultrasonic waveform signal when the trigger signal is input and the amplitude value of the ultrasonic waveform signal is larger than a predetermined threshold and the approval signal is further input. A liquid level measurement system that continuously displays an ultrasonic waveform using an ultrasonic waveform signal.
液体が収容される構造体の面のうち鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている検査面を、請求項1の液位計測プローブにより走査して、前記液体の液位を計測する方法であって、
前記探触面を前記検査面の外面に接触させた状態で、前記液位計測プローブを、前記検査面の最下端位置よりも高い位置から前記最下端位置を通り更に前記最下端位置を通りすぎる位置にまで走査していき、この走査のときに得られる前記重力検出信号の値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶する工程を有し、
前記重力検出信号の値が前記極値重力値となる位置に前記液位計測プローブを置いている状態において、前記超音波探触子から得られる反射エコー信号から超音波波形信号を求め、この超音波波形信号を基に前記液体の液位を計測することを特徴とする液位計測方法。
A liquid level measuring probe according to claim 1 is used to scan a convex inspection surface that is gradually curved downward in the vertical direction among the surfaces of the structure in which the liquid is stored. Is a method of measuring
With the probe surface in contact with the outer surface of the inspection surface, the liquid level measurement probe passes through the lowermost position from a position higher than the lowermost position of the inspection surface and further passes the lowermost position. Scanning to a position, and specifying and storing an extreme value among the values of the gravity detection signal obtained at the time of scanning as an extreme gravity value,
In a state where the liquid level measurement probe is placed at a position where the value of the gravity detection signal becomes the extreme gravity value, an ultrasonic waveform signal is obtained from a reflected echo signal obtained from the ultrasonic probe, A liquid level measurement method, wherein the liquid level of the liquid is measured based on a sound wave waveform signal.
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