JP2017120187A - Liquid level measuring probe, liquid level measuring system, and liquid level measuring method - Google Patents
Liquid level measuring probe, liquid level measuring system, and liquid level measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017120187A JP2017120187A JP2015255944A JP2015255944A JP2017120187A JP 2017120187 A JP2017120187 A JP 2017120187A JP 2015255944 A JP2015255944 A JP 2015255944A JP 2015255944 A JP2015255944 A JP 2015255944A JP 2017120187 A JP2017120187 A JP 2017120187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- probe
- gravity
- signal
- liquid level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
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
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
The inspector brings the
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
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
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
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.
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
The water
In the water
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
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
〔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
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
The
The
Therefore, when the water
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
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
<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
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
When the water
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
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
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
When the water
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
<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
When the inspector holds the water
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
(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
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
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
(I) The
(II) The water
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
Since the water
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
When the screen is frozen, the display unit 131a of the
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
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
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
The inspector detects the water level by looking at the ultrasonic waveform displayed in the freeze state on the
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
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
-By performing the first scan, the maximum gravity value (extreme gravity value) mc, which is the gravity value c when the water
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
The trigger signal d is output when the water
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
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
Further, as shown in FIG. 4, even when the water
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
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
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
When such a type of
Furthermore, when the water
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
Claims (6)
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:
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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015255944A JP6765811B2 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Liquid level measurement system and liquid level measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015255944A JP6765811B2 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Liquid level measurement system and liquid level measurement method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017120187A true JP2017120187A (en) | 2017-07-06 |
JP6765811B2 JP6765811B2 (en) | 2020-10-07 |
Family
ID=59272654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015255944A Active JP6765811B2 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Liquid level measurement system and liquid level measurement method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6765811B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112781683A (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 西安定华电子股份有限公司 | Liquid level measuring device and liquid level measuring method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7188696B2 (en) | 2018-12-20 | 2022-12-13 | 四国電力株式会社 | Installation position calculation method of ultrasonic liquid level measuring device and ultrasonic sensor |
-
2015
- 2015-12-28 JP JP2015255944A patent/JP6765811B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112781683A (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 西安定华电子股份有限公司 | Liquid level measuring device and liquid level measuring method |
CN112781683B (en) * | 2019-11-01 | 2023-01-31 | 西安定华电子股份有限公司 | Liquid level measuring device and liquid level measuring method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6765811B2 (en) | 2020-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5606703B2 (en) | Liquid level measuring device | |
US11353430B2 (en) | Phased array probe and method for testing a spot-weld | |
JPH07318336A (en) | Method and equipment to check pipeline with ultrasonic wave | |
NO341253B1 (en) | Configurations Ultrasonic testing apparatus for polymeric materials | |
KR101841806B1 (en) | Apparatus and method for monitoring water level in pipe | |
JP2004003996A (en) | Ultrasonic flaw detection inspecting method and system for tube | |
JP2013156104A (en) | Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method for welded part | |
JP2017120187A (en) | Liquid level measuring probe, liquid level measuring system, and liquid level measuring method | |
JP5112942B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
CN109696482A (en) | A kind of phased array supersonic flexible probe detection method of elbow corrosion | |
JP2011027571A (en) | Piping thickness reduction inspection apparatus and piping thickness reduction inspection method | |
US20090312965A1 (en) | System and method for sensing liquid levels | |
JP2011141211A (en) | Apparatus, method, and program for evaluating defect of underground structure | |
JP6221624B2 (en) | Fluid type discrimination device and fluid type discrimination method | |
CN105571675B (en) | A kind of gas pipeline safety monitoring system and its monitoring method | |
CA2012374C (en) | Ultrasonic crack sizing method | |
JP4364031B2 (en) | Ultrasonic flaw detection image processing apparatus and processing method thereof | |
KR101767422B1 (en) | Seperable Ultrasonic Transducer with Enhanced Space Resolution | |
JPH10274642A (en) | Ultrasonic sensor, flaw detector and detecting method | |
CN103207240B (en) | The measuring method of the longitudinal acoustic pressure distribution of a kind of angle probe ultrasonic field | |
KR20150009546A (en) | Method for measuring the fill level of a fluid | |
JP2000205931A (en) | Ultrasonic liquid level inspection device | |
JPH09171005A (en) | Method for discriminating kind of defect by ultrasonic flaw detection | |
JP3066748U (en) | Ultrasonic sensor and flaw detection equipment | |
RU2596242C1 (en) | Method for ultrasonic inspection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20181016 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190523 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190605 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190529 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190717 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190730 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200916 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6765811 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |