JP2020098129A - Waveguide for ultrasonic level meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液槽内の液面の高さを計測する超音波レベル計に用いられる導波管に関するものである。 The present invention relates to a waveguide used in an ultrasonic level meter that measures the height of a liquid surface in a liquid tank.
従来、超音波レベル計として、液槽の上部に設置した超音波センサから超音波を液面に向けて照射した後、液面からの反射波を受信することにより、超音波センサから液面までの距離を測定するものが知られている。また、このような方式の超音波レベル計としては、超音波センサが基端側に取り付けられるとともに先端側が液槽内に挿入される導波管を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。このようにすれば、超音波が導波管内を通過するため、超音波の不要な反射が防止され、反射波を効率良く受信することが可能となる。
Conventionally, as an ultrasonic level meter, ultrasonic waves are radiated toward the liquid surface from an ultrasonic sensor installed at the upper part of the liquid tank, and then the reflected wave from the liquid surface is received, so that the ultrasonic sensor to the liquid surface It is known to measure the distance. Further, as such an ultrasonic level meter, there is proposed an ultrasonic level meter provided with a waveguide in which an ultrasonic sensor is attached to a proximal end side and a distal end side is inserted into a liquid tank (for example, Patent Document 1).
具体的に言うと、特許文献1には、下側(液面側)に行くに従って幅広となる台形状のホーン(導波管)を、超音波式液面計送受波器(超音波センサ)の下面に取り付けた構造が開示されている。特許文献2には、超音波発振子(超音波センサ)に付設された超音波伝播体(導波管)を、端面を下方に向けた状態で液体貯留容器内に配置し、端面が液面に接触した際に端面からの反射波が小さくなることを利用して、液面の高さを算定する技術が開示されている。特許文献3には、導波管の先端部を、槽に収容し、かつ槽に溜めた液状物の液面に臨ませて配置した液面検出装置が開示されている。特許文献4には、超音波ホーンを管の一端に挿入し、管の先端を液体に浸した構造を有する超音波レベル計が開示されている。
Specifically, in
ところが、結露等により、導波管の表面に水滴が付着することがある。この場合、付着した水滴は、導波管の表面を伝って下方に流れてくるが、十分に水切れせずに先端側開口縁に溜まってしまう。その結果、超音波センサから照射された超音波は、液面だけでなく、先端側開口縁に溜まった水滴でも反射する可能性があるため、超音波センサが水滴で反射した反射波を受信した際に誤計測となる虞がある。なお、特許文献3には、先端側開口縁にて反射する反射波を分散させて平坦化するために、導波管の先端部を斜めに開口させる技術が開示されている。しかし、先端側開口縁に水滴が溜まってしまうと、水滴は殆ど落下しないため、この場合も、水滴で反射した反射波に起因する誤計測に繋がる虞がある。 However, water droplets may adhere to the surface of the waveguide due to dew condensation or the like. In this case, the attached water droplets flow downward along the surface of the waveguide, but are not sufficiently drained and remain on the tip side opening edge. As a result, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor may be reflected not only on the liquid surface but also on water droplets accumulated on the tip side opening edge, so the ultrasonic sensor received the reflected wave reflected by the water droplets. In that case, there is a risk of incorrect measurement. Patent Document 3 discloses a technique of obliquely opening the tip of the waveguide in order to disperse and flatten the reflected wave reflected by the opening edge on the tip side. However, if water droplets accumulate on the tip-side opening edge, the water droplets hardly drop, and in this case as well, there is a risk of erroneous measurement due to the reflected wave reflected by the water droplets.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波が水滴で反射することに起因する誤計測を防止することができる超音波レベル計用の導波管を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a waveguide for an ultrasonic level meter capable of preventing erroneous measurement due to reflection of ultrasonic waves by water droplets. Especially.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、超音波を送受信する超音波センサが基端側に取り付けられるとともに先端側が液槽内に挿入される導波管であって、前記導波管を径方向から見たときに、前記導波管の先端側開口縁が前記導波管の中心軸に垂直な面に対して傾斜しており、前記導波管の先端側開口部において前記基端からの距離が最長となる箇所に、前記導波管を径方向から見たときに鋭角を有する部位が設けられていることを特徴とする超音波レベル計用の導波管をその要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
従って、請求項1に記載の発明によると、導波管の先端側開口縁が中心軸に垂直な面に対して傾斜し、導波管の先端側開口部において基端からの距離が最長となる箇所に、鋭角を有する部位が設けられている。このため、結露等によって導波管に水滴が付着したとしても、付着した水滴は、導波管の表面や先端側開口縁を伝って下方に流れ、鋭角を有する部位に溜まることなく、液槽内に貯留されている液体側に落下する。その結果、超音波センサから照射された超音波は、水滴で反射するのではなく、液体の液面で確実に反射するため、超音波が水滴で反射することに起因する誤計測を防止することができる。 Therefore, according to the first aspect of the invention, the opening edge on the front end side of the waveguide is inclined with respect to the plane perpendicular to the central axis, and the distance from the base end is the longest at the front end side opening of the waveguide. A portion having an acute angle is provided at the point. Therefore, even if water droplets adhere to the waveguide due to dew condensation, etc., the adhered water droplets will flow downward along the surface of the waveguide and the opening edge on the tip side, and will not accumulate in a portion having an acute angle. It falls to the side of the liquid stored inside. As a result, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor are not reflected by the water droplets, but are reliably reflected by the liquid surface of the liquid, so it is possible to prevent erroneous measurement due to the ultrasonic waves being reflected by the water droplets. You can
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記鋭角を有する部位は、前記先端側開口部において1箇所のみに設けられていることをその要旨とする。 A second aspect of the present invention is based on the first aspect, and the gist of the invention is that the portion having the acute angle is provided at only one location in the distal end side opening portion.
従って、請求項2に記載の発明によると、導波管の表面や先端側開口縁を伝って流れてきた水滴が、1箇所(鋭角を有する部位)に集中する。その結果、鋭角を有する部位が複数箇所に存在する場合に比べて、鋭角を有する部位に溜まる水滴が速やかに大きく(重く)なるため、水滴を確実に落下させることができる。ゆえに、超音波の水滴での反射をより確実に防止できるため、超音波レベル計による計測精度が向上する。 Therefore, according to the second aspect of the invention, the water droplets flowing along the surface of the waveguide or the opening edge on the front end side are concentrated at one location (a portion having an acute angle). As a result, as compared with the case where there are a plurality of parts having acute angles, the water droplets that accumulate at the parts having acute angles become larger quickly (heavier), so that the water drops can be reliably dropped. Therefore, the reflection of the ultrasonic waves on the water droplets can be more reliably prevented, and the measurement accuracy of the ultrasonic level meter is improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2において、前記鋭角の角度が10°以上60°以下であることをその要旨とする。 A third aspect of the present invention is summarized in the first or second aspect, in which the acute angle is 10° or more and 60° or less.
従って、請求項3に記載の発明によると、鋭角の角度を60°以下とすることにより、鋭角を有する部位が細くなるため、鋭角を有する部位に溜まる水滴を落下させやすくなる。また、鋭角の角度を10°以上とすることにより、鋭角を有する部位の幅が確保されるため、鋭角を有する部位の強度が確保される。 Therefore, according to the third aspect of the invention, by setting the angle of the acute angle to 60° or less, the portion having the acute angle becomes thin, so that the water droplets accumulated in the portion having the acute angle can be easily dropped. Further, by setting the angle of the acute angle to 10° or more, the width of the portion having the acute angle is secured, so that the strength of the portion having the acute angle is secured.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記導波管を前記中心軸に沿って切断したときに得られる前記先端側開口部の断面は、先端に行くに従って細くなる形状を有していることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a cross section of the tip side opening obtained when the waveguide is cut along the central axis goes to the tip. The gist is that it has a shape that becomes thinner in accordance with the above.
従って、請求項4に記載の発明によると、導波管の表面を伝って下方に流れてきた水滴が、先端側開口縁に止まることなく流れやすくなる。ゆえに、超音波の水滴での反射をより確実に防止できるため、超音波レベル計による計測精度が向上する。 Therefore, according to the fourth aspect of the invention, the water droplets flowing downward along the surface of the waveguide can easily flow without stopping at the tip side opening edge. Therefore, the reflection of the ultrasonic waves on the water droplets can be more reliably prevented, and the measurement accuracy of the ultrasonic level meter is improved.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項において、前記導波管の表面が、撥水性を有する材料からなる層で被覆されていることをその要旨とする。 A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, the surface of the waveguide is covered with a layer made of a material having water repellency.
従って、請求項5に記載の発明によると、撥水性を有する材料からなる層により、導波管に付着した水滴が、付着したままそこに止まらずに容易に下方に流れるようになる。よって、超音波の水滴での反射をより確実に防止できるため、超音波レベル計による計測精度が向上する。なお、撥水性を有する材料としては、例えば、撥水性を有する樹脂材料、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系樹脂等を挙げることができる。 Therefore, according to the fifth aspect of the invention, the layer made of the material having water repellency allows the water droplets attached to the waveguide to easily flow downward without being left there as they are attached. Therefore, the reflection of the ultrasonic waves on the water droplets can be more reliably prevented, and the measurement accuracy of the ultrasonic level meter is improved. As the material having water repellency, for example, a resin material having water repellency, specifically, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used.
以上詳述したように、請求項1〜5に記載の発明によると、結露等によって導波管に水滴が付着した場合であっても、液面の高さを正確に計測することが可能な超音波レベル計用の導波管を提供することができる。
As described above in detail, according to the inventions described in
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、本実施形態の超音波レベル計20は、液体A1(本実施形態では水)を貯留するコンクリート製の液槽11に取り付けられて使用される。本実施形態の超音波レベル計20は、液槽11内の液体A1に超音波W1を照射することにより、液体A1の液面A2の高さを検出する装置である。なお、液槽11は、略直方体状に形成されており、天井部12、底部13、及び、互いに対向する一対の側壁14を有している。天井部12の中央部における外側面(図1では上面)上には、凸部15が突設されている。さらに、天井部12の中央部には、凸部15及び天井部12を貫通する取付孔部16が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図2,図3に示されるように、超音波レベル計20用の導波管21は、内径及び外径が一定となる略円筒状の単管であり、内周面21a及び外周面21b(表面)を有している。また、導波管21は、基端22側(図1〜図3では上端側)及び先端23側(図1〜図3では下端側)において開口している。さらに、図1〜図4に示されるように、導波管21の基端22側にはフランジ24が形成されている。そして、フランジ24の外周部には、8個のネジ孔25が設けられている。各ネジ孔25は、導波管21の中心軸L1を基準として等角度(45°)間隔で配置されている。そして、取付孔部16内に導波管21を挿入した状態で、各ネジ孔25にネジ26を挿通し、挿通したネジ26の先端部を凸部15に螺着させる。その結果、導波管21が、フランジ24を介して液槽11に固定される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、導波管21の基端22側には、超音波W1を送受信する超音波センサ31が取り付けられている。具体的に言うと、超音波センサ31は、円柱状をなしており、導波管21内に挿入されている。そして、超音波センサ31は、導波管21内において、外周面32が導波管21の内周面21aに密着し、かつ正面33が導波管21の基端22と面一となるように配置されている。また、図4に示されるように、超音波センサ31の正面33の略中央部には、表示器34が配設されている。表示器34には、液面A2で反射した超音波W1(図1に示す反射波W2)の波形が表示されるようになっている。
An
そして、図1に示されるように、超音波センサ31には、超音波発振器41及び超音波受信器42が電気的に接続されている。超音波発振器41は、超音波センサ31に対して発振信号を出力して、超音波センサ31を駆動させるようになっている。その結果、超音波センサ31は、超音波W1を液槽11内の液体A1に向けて照射(送信)する。また、超音波受信器42には、超音波センサ31で受信した超音波W1(反射波W2)を示す電気信号が入力されるようになっている。
Then, as shown in FIG. 1, an ultrasonic oscillator 41 and an ultrasonic receiver 42 are electrically connected to the
図1〜図3に示されるように、導波管21の先端23側は、液槽11内に挿入されており、天井部12から下方に突出している。導波管21の先端側開口縁51は、基端52から先端53に向かって螺旋状(スパイラル状)に延びている。詳述すると、先端側開口縁51は、導波管21を径方向から見たときに、導波管21の中心軸L1に垂直な面S1に対して傾斜している。面S1に対する先端側開口縁51の傾斜角度θ1は、基端52から先端53に亘って一定の大きさとなっており、具体的には10°以上60°以下(本実施形態では45°)となっている。さらに、基端52及び先端53は、導波管21の中心軸L1に沿って直線状に延びる縁部54を介して接続されている。なお、先端側開口縁51の先端53は、導波管21の先端23と同一箇所に位置している。また、図5に示されるように、導波管21を中心軸L1に沿って切断したときに得られる先端側開口部55の断面は、基端22から先端23まで同一の幅となる形状を有している。言い換えると、先端側開口部55は、基端22から先端23に亘って同一の厚さを有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
そして、図2,図3に示されるように、導波管21の先端側開口部55において、導波管21の基端22からの距離が最長となる箇所、即ち、先端側開口縁51の先端53が位置する箇所には、導波管21を径方向から見たときに鋭角を有する部位56が設けられている。鋭角を有する部位56は、先端側開口縁51と縁部54との接続部分を含む部位であり、先端側開口縁51と縁部54とがなす角が鋭角となっている。即ち、鋭角を有する部位56は、先端側開口部55において1箇所のみに設けられている。なお、鋭角の角度θ2は、10°以上60°以下(本実施形態では45°)となっている。
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, in the distal end
次に、超音波レベル計20の電気的構成について説明する。
Next, the electrical configuration of the
図1に示されるように、超音波レベル計20は、装置全体を統括的に制御する制御装置61を備えている。制御装置61は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のコンピュータにより構成されている。制御装置61のROMには、超音波センサ31から液槽11の底面までの距離を示すデータがあらかじめ記憶されている。制御装置61のCPUは、超音波発振器41及び超音波受信器42に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。また、CPUには表示器34が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、超音波レベル計20を用いて液面A2の高さを検出する方法を説明する。
Next, a method of detecting the height of the liquid surface A2 using the
まず、液槽11内に液体A1を溜めた後、超音波レベル計20の電源(図示略)をオンする。このとき、制御装置61のCPUは、超音波発振器41から超音波センサ31に対して発振信号を出力させる制御を行い、超音波センサ31を駆動させる。その結果、超音波センサ31から液体A1に向けて超音波W1が照射(送信)される。そして、超音波W1が液体A1に到達すると、超音波W1は、液面A2で反射して反射波W2となり、上方に向かって伝播して超音波センサ31に受信される。その後、超音波センサ31が受信した超音波W1(反射波W2)は、電気信号に変換され、超音波受信器42を介してCPUに入力される。
First, after the liquid A1 is stored in the
また、CPUは、超音波センサ31が超音波W1を送信してから反射波W2を受信するまでの時間を計測する。そして、CPUは、計測した時間に対して音速を乗算した後、その乗算結果に対してさらに1/2を乗算する。その結果、超音波センサ31から液面A2までの距離が算出される。さらに、CPUは、算出された超音波センサ31から液面A2までの距離と、ROMに記憶されている超音波センサ31から液槽11の底面までの距離との差を算出する。その結果、液槽11内にある液体A1の液面A2の高さが検出される。その後、作業者が電源をオフすると、制御装置61により超音波発振器41及び超音波受信器42が停止し、超音波W1の送信及び反射波W2の受信が終了する。
Further, the CPU measures the time from when the
次に、導波管の評価方法及びその結果を説明する。 Next, a waveguide evaluation method and the results thereof will be described.
1.実験方法
まず、測定用サンプルを次のように準備した。先端側開口縁が螺旋状をなす導波管(スパイラル単管)、即ち、本実施形態の導波管21と同じ導波管71(図6(d)参照)を準備し、これを実施例とした。一方、先端側開口縁が管の中心軸に対して垂直となる導波管72(図6(a)参照)を準備し、これを比較例1とした。また、先端側開口縁が中心軸に垂直な面に対して所定角度(ここでは45°)だけ傾斜した導波管73(斜形単管;図6(b)参照)を準備し、これを比較例2とした。さらに、先端側開口縁が中心軸に垂直な面に対して所定角度だけ傾斜し、かつ先端側開口縁に水滴74が付着した導波管75(斜形単管;図6(c)参照)を準備し、これを比較例3とした。
1. Experimental Method First, a measurement sample was prepared as follows. A waveguide (spiral single pipe) having a spiral opening on the tip side, that is, the
次に、各測定用サンプル(実施例、比較例1〜3)に対して超音波試験を行った。具体的には、まず、実施例及び比較例1〜3の導波管内の基端側に超音波センサを挿入した後、導波管の先端側を図1に示す液槽11内に挿入した。次に、液槽11内に貯留されている液体の液面に向けて超音波センサから超音波を照射した。さらに、超音波センサが受信した超音波の波形を表示器34に表示した。以上の結果を図6に示す。
Next, an ultrasonic test was performed on each measurement sample (Example, Comparative Examples 1 to 3). Specifically, first, after inserting the ultrasonic sensor into the proximal end side of the waveguides of Examples and Comparative Examples 1 to 3, the distal end side of the waveguide was inserted into the
2.実験結果及び考察
図6のグラフは、実施例及び比較例1〜3のそれぞれにおける超音波の波形を示している。どの測定用サンプルにおいても、超音波は、大小の差こそあれ、先端側開口縁で反射するが、先端側開口縁が管の中心軸に対して垂直となる比較例1では、超音波が、先端側開口縁において結構大きく反射することが確認された。この場合、超音波センサは、液面で反射した超音波(反射波)だけでなく、先端側開口縁で反射した超音波も受信しやすくなる。その結果、超音波センサが超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を正確に計測できず、液面の高さを正確に算出できない可能性があることが分かった。
2. Experimental Results and Discussion The graph of FIG. 6 shows the waveform of ultrasonic waves in each of the example and comparative examples 1 to 3. In any of the measurement samples, the ultrasonic waves are reflected by the opening edge on the distal end side depending on the size, but in Comparative Example 1 in which the opening edge on the distal end side is perpendicular to the central axis of the tube, the ultrasonic wave is It was confirmed that the reflection was fairly large at the opening edge on the tip side. In this case, the ultrasonic sensor can easily receive not only the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the liquid surface but also the ultrasonic wave reflected by the opening edge on the front end side. As a result, it was found that the time from the ultrasonic sensor transmitting the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave cannot be accurately measured, and the liquid level height may not be accurately calculated.
なお、斜形単管である比較例2では、先端側開口縁で反射した超音波が徐々に出力されるため、先端側開口縁で反射した超音波の山が小さくなり、先端側開口縁付近での超音波の波形が比較例1と比べてある程度平坦化されることが確認された。しかしながら、同じく斜形単管であるものの、先端側開口縁に水滴が付着した比較例3では、超音波が水滴で反射しやすくなり、超音波が先端側開口縁付近で2度大きく反射することが確認された。この場合、超音波センサは、液面で反射した超音波(反射波)だけでなく、先端側開口縁で反射した超音波も受信しやすくなる。その結果、超音波センサが超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を正確に計測できず、液面の高さを正確に算出できない可能性があることが分かった。 In Comparative Example 2 which is a slanted single tube, since the ultrasonic waves reflected by the tip-side opening edge are gradually output, the peaks of the ultrasonic waves reflected by the tip-side opening edge become small, and the vicinity of the tip-side opening edge It was confirmed that the waveform of the ultrasonic wave in Example 2 was flattened to some extent as compared with Comparative Example 1. However, in Comparative Example 3 in which water droplets adhere to the tip-side opening edge even though it is an oblique single tube, the ultrasonic waves are likely to be reflected by the water droplets, and the ultrasonic waves are largely reflected twice near the tip-side opening edge. Was confirmed. In this case, the ultrasonic sensor can easily receive not only the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the liquid surface but also the ultrasonic wave reflected by the opening edge on the front end side. As a result, it was found that the time from the ultrasonic sensor transmitting the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave cannot be accurately measured, and the liquid level height may not be accurately calculated.
一方、スパイラル単管である実施例では、先端側開口縁の形成領域の中心軸に沿った長さL2が、比較例2,3における長さL1よりも長くなるため、先端側開口縁で反射する不要な超音波の山がさらに小さくなり、先端側開口縁付近での超音波の波形が比較例2,3よりもさらに平坦化されることが確認された。また、先端側開口縁に水滴が付着したとしても、水滴はすぐに先端から落下することも確認された。この場合、超音波センサは、超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を正確に計測できるため、液面の高さを正確に算出できることが分かった。 On the other hand, in the example of the spiral single tube, the length L2 along the central axis of the formation region of the tip-side opening edge is longer than the length L1 in Comparative Examples 2 and 3, so that the tip-side opening edge is reflected. It was confirmed that the unnecessary ultrasonic peaks were further reduced, and the waveform of the ultrasonic waves near the tip-side opening edge was flattened more than in Comparative Examples 2 and 3. It was also confirmed that even if water droplets adhered to the opening edge on the tip side, the water droplets immediately dropped from the tip. In this case, it has been found that the ultrasonic sensor can accurately measure the time from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave, so that the height of the liquid surface can be accurately calculated.
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の超音波レベル計20では、導波管21の先端側開口縁51が中心軸L1に垂直な面S1に対して傾斜し、導波管21の先端側開口部55において基端22からの距離が最長となる箇所に、鋭角を有する部位56が設けられている。このため、結露等によって導波管21に水滴が付着したとしても、付着した水滴は、導波管21の外周面21bや先端側開口縁51を伝って下方に流れ、鋭角を有する部位56に溜まることなく液体A1側に落下する。その結果、超音波センサ31から照射された超音波W1は、水滴で反射するのではなく、液体A1の液面A2で確実に反射するため、超音波W1が水滴で反射することに起因する液面A2の誤計測を防止することができる。
(1) In the
(2)本実施形態の導波管21は、先端側開口縁51が螺旋状に延びており、中心軸L1に垂直な面S1に対する先端側開口縁51の傾斜角度θ1が一定の大きさ(45°)となっている。よって、導波管21を形成する際には、例えば旋盤等を用いて円管を回転させた状態で、バイトを円管に当てながら回転軸方向に一定速度で移動させるだけで、螺旋状の先端側開口縁51を形成することができる。このため、導波管21の形成が容易になる。
(2) In the
(3)本実施形態の超音波レベル計20は、超音波センサ31が導波管21の内部に挿入され、超音波W1が導波管21内を液面A2に向かって伝播する構成である。その結果、超音波W1の拡散が少なくなるため、超音波センサ31は、効率良く反射波W2を受信することができる。ゆえに、超音波センサ31として小型のセンサを用いたとしても、確実に計測を行うことができる。また、本実施形態では、超音波W1の送信及び受信を1つの超音波センサ31で行うため、超音波W1の送信を行う超音波センサと超音波W1の受信を行う超音波センサとを別々に設ける場合に比べて、超音波センサの取付部位を小さくすることができる。
(3) The
なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
・上記実施形態の導波管21では、先端側開口縁51を螺旋状にすることにより、導波管21の先端側開口部55に鋭角を有する部位56が形成されていた。しかし、図7の導波管81に示されるように、中心軸L2に垂直な面S2に対して先端側開口縁82を傾斜させ、先端側開口縁82において基端83からの距離が最長となる箇所に針84を取り付けることにより、鋭角を有する部位85を形成してもよい。なお、鋭角を有する部位85は、棒状部材や突起等の他の部材によって形成されていてもよい。また、針84は、導波管21に対して一体形成されたものであってもよいし、導波管21とは別体のものであってもよい。
-In the
・上記実施形態の導波管21では、鋭角を有する部位56が先端側開口部55において1箇所のみに設けられていた。しかし、鋭角を有する部位は、先端側開口部55において複数箇所に設けられていてもよい。例えば、図8の導波管111に示されるように、導波管111の周方向に沿って凹部112及び凸部113を交互に形成することにより、鋭角を有する部位114(凸部113)を、先端側開口部115の複数箇所に設けるようにしてもよい。
In the
・上記実施形態では、導波管21を中心軸L1に沿って切断したときに得られる先端側開口部55の断面が、基端22から先端23まで同一の幅となる形状を有していた。しかし、図9に示されるように、導波管91を中心軸L1に沿って切断したときに得られる先端側開口部92の断面は、先端93に行くに従って細くなる形状を有していてもよい。言い換えると、先端側開口部55は、先端93に行くに従って厚さが小さくなる形状を有していてもよい。このようにすれば、導波管91の外周面94(表面)を伝って下方に流れてきた水滴が、先端側開口縁95に止まることなく流れやすくなる。ゆえに、超音波W1の水滴での反射をより確実に防止できるため、超音波レベル計20による計測精度が向上する。
In the above-described embodiment, the cross section of the distal end side opening 55 obtained when the
・上記実施形態において、導波管21の外周面21bを、撥水性を有する材料(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等)からなる層101(図10参照)で被覆してもよい。このようにすれば、層101により、導波管21に付着した水滴が容易に落下するようになる。よって、超音波W1の水滴での反射をより確実に防止できるため、超音波レベル計20による計測精度が向上する。なお、層101は、外周面21bに加えて、内周面21aや先端側開口縁51を被覆するものであってもよい。
In the above embodiment, the outer
・上記実施形態の導波管21は、円筒状をなしていたが、矩形筒状、楕円筒状、三角筒状等の他の筒状をなしていてもよい。
The
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiment will be listed below.
(1)請求項1乃至5のいずれか1項において、前記導波管が、外径が一定となる筒状の単管であることを特徴とする超音波レベル計用の導波管。
(1) The waveguide for an ultrasonic level meter according to any one of
(2)請求項1乃至5のいずれか1項において、前記鋭角を有する部位は、前記先端側開口部において複数箇所に設けられていることを特徴とする超音波レベル計用の導波管。
(2) The waveguide for an ultrasonic level meter according to any one of
11…液槽
20…超音波レベル計
21,81,91,111…導波管
21b,94…導波管の表面としての外周面
22,83…導波管の基端
23…導波管の先端
31…超音波センサ
51,82,95…先端側開口縁
55,92,115…先端側開口部
56,85,114…鋭角を有する部位
93…先端側開口部の先端
101…撥水性を有する材料からなる層
L1,L2…中心軸
S1,S2…中心軸に垂直な面
W1…超音波
θ2…鋭角の角度
11...
Claims (5)
前記導波管を径方向から見たときに、前記導波管の先端側開口縁が前記導波管の中心軸に垂直な面に対して傾斜しており、
前記導波管の先端側開口部において前記基端からの距離が最長となる箇所に、前記導波管を径方向から見たときに鋭角を有する部位が設けられている
ことを特徴とする超音波レベル計用の導波管。 A waveguide in which an ultrasonic sensor for transmitting and receiving ultrasonic waves is attached to the base end side and the tip side is inserted into the liquid tank,
When the waveguide is viewed from the radial direction, the tip side opening edge of the waveguide is inclined with respect to a plane perpendicular to the central axis of the waveguide,
A portion having an acute angle when the waveguide is viewed from the radial direction is provided at a position where the distance from the base end is the longest in the distal end side opening of the waveguide. Waveguide for sound level meter.
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WO2015148145A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Honeywell International Inc. | Foam filled dielectric rod antenna |
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