JP2894126B2 - 音響式容積計 - Google Patents
音響式容積計Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、音響系の共振周波数
変化を利用した音響式の体積計に関し、特に測定の高精
度化技術に関する。
変化を利用した音響式の体積計に関し、特に測定の高精
度化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の容積計（体積計）としては、例え
ば特開昭６３−２９８０１３号公報、特開昭６３−４４
１２７号公報、特開昭６３−１１３３１５号公報等に記
載されているものがある。上記の従来例は、いずれも、
ヘルムホルツ共鳴子による音響共振周波数ｆ1と、この
ヘルムホルツ共鳴子に補助音響共振器を付加するか、或
いはヘルムホルツ共鳴子の管を補助音響共振器として兼
用した場合の音響共振周波数ｆ2との比ｆ2／ｆ1を基に
容器容積を求めるものである。
ば特開昭６３−２９８０１３号公報、特開昭６３−４４
１２７号公報、特開昭６３−１１３３１５号公報等に記
載されているものがある。上記の従来例は、いずれも、
ヘルムホルツ共鳴子による音響共振周波数ｆ1と、この
ヘルムホルツ共鳴子に補助音響共振器を付加するか、或
いはヘルムホルツ共鳴子の管を補助音響共振器として兼
用した場合の音響共振周波数ｆ2との比ｆ2／ｆ1を基に
容器容積を求めるものである。
【０００３】図３は上記のごとき容積計の構造断面図で
ある。図３において、１は空のときの容積がＶ0の容器
であり、その中に液体７が体積Ｖだけ入れられている。
また容器１の上部のふた２を内部断面積Ｓ、長さＬの音
響管３が貫通しており、この容器１と音響管３とでヘル
ムホルツ共鳴子を構成している。また、５は音源であ
り、短い導管９を通して容器１の内部を音響的に駆動す
る。この音源としては、容器１が小容積の場合はイヤホ
ンなどが用いられ、容器１が大容積の場合にはスピーカ
などが用いられる。また、６、６′は音検出用のマイク
ロホンであり、短い導管４、４′を通して上記ヘルムホ
ルツ共鳴子内部の音を検出する。上記の音響系から得ら
れるヘルムホルツ共鳴子の共振周波数（以下ｆ1と称
す）は理論上、下記（数１）式で表される。 ｆ1＝（Ｃ／２π）√〔Ｓ／Ｌ（Ｖ0−Ｖ）〕 …（数１） また、寄生共振として得られる音響管３（補助音響共振
器として兼用されている）の共振周波数（以下ｆ2と称
す）は、音響管３が両端開放なので、下記（数２）式の
値およびその整数倍の周波数となる。 ｆ2＝Ｃ／２Ｌ …（数２） なお、上式においてＣは音速である。
ある。図３において、１は空のときの容積がＶ0の容器
であり、その中に液体７が体積Ｖだけ入れられている。
また容器１の上部のふた２を内部断面積Ｓ、長さＬの音
響管３が貫通しており、この容器１と音響管３とでヘル
ムホルツ共鳴子を構成している。また、５は音源であ
り、短い導管９を通して容器１の内部を音響的に駆動す
る。この音源としては、容器１が小容積の場合はイヤホ
ンなどが用いられ、容器１が大容積の場合にはスピーカ
などが用いられる。また、６、６′は音検出用のマイク
ロホンであり、短い導管４、４′を通して上記ヘルムホ
ルツ共鳴子内部の音を検出する。上記の音響系から得ら
れるヘルムホルツ共鳴子の共振周波数（以下ｆ1と称
す）は理論上、下記（数１）式で表される。 ｆ1＝（Ｃ／２π）√〔Ｓ／Ｌ（Ｖ0−Ｖ）〕 …（数１） また、寄生共振として得られる音響管３（補助音響共振
器として兼用されている）の共振周波数（以下ｆ2と称
す）は、音響管３が両端開放なので、下記（数２）式の
値およびその整数倍の周波数となる。 ｆ2＝Ｃ／２Ｌ …（数２） なお、上式においてＣは音速である。
【０００４】以下、最低次の共振周波数ｆ2を用いて説
明する。上記（数１）式のみで容積Ｖ0−Ｖを求めよう
とすると、温度変化による音速Ｃの変化の影響を受けて
しまうので、温度補償の手段が必要となる。そこで、
（数１）式と（数２）式との２式からＣを消去すると、
下記（数３）式のようになる。 Ｖ0−Ｖ＝（ＬＳ／π2）（ｆ2／ｆ1）2 …（数３） 上記（数３）式において、音響管３の内部断面積Ｓおよ
び長さＬは既知であるから、周波数比ｆ2／ｆ1を検出す
ることによって容器１の上部の空間の容積（余積）Ｖ0
−Ｖを求めることが出来る。そして容器１の容積Ｖ0が
既知であれば容器内に入れた物体７の体積Ｖを求めるこ
とが出来る。なお、容器１の容積Ｖ0は物体７を除いた
状態で測定することによって容易に求められる。また、
（数３）式から判るように、音速Ｃが消去される、すな
わち二つの周波数の比ｆ2／ｆ1を求めることによって音
速Ｃが相殺され、自動的に温度補償が行なわれる。ただ
し、（数３）式は、理想化された条件下で理論的に導き
出されたものであり、実際には実験的に定められる定数
Ｋおよびαを用いた下記（数４）式が用いられる。 Ｖ0−Ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2＋α …（数４）
明する。上記（数１）式のみで容積Ｖ0−Ｖを求めよう
とすると、温度変化による音速Ｃの変化の影響を受けて
しまうので、温度補償の手段が必要となる。そこで、
（数１）式と（数２）式との２式からＣを消去すると、
下記（数３）式のようになる。 Ｖ0−Ｖ＝（ＬＳ／π2）（ｆ2／ｆ1）2 …（数３） 上記（数３）式において、音響管３の内部断面積Ｓおよ
び長さＬは既知であるから、周波数比ｆ2／ｆ1を検出す
ることによって容器１の上部の空間の容積（余積）Ｖ0
−Ｖを求めることが出来る。そして容器１の容積Ｖ0が
既知であれば容器内に入れた物体７の体積Ｖを求めるこ
とが出来る。なお、容器１の容積Ｖ0は物体７を除いた
状態で測定することによって容易に求められる。また、
（数３）式から判るように、音速Ｃが消去される、すな
わち二つの周波数の比ｆ2／ｆ1を求めることによって音
速Ｃが相殺され、自動的に温度補償が行なわれる。ただ
し、（数３）式は、理想化された条件下で理論的に導き
出されたものであり、実際には実験的に定められる定数
Ｋおよびαを用いた下記（数４）式が用いられる。 Ｖ0−Ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2＋α …（数４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の音響式容積計においては、ヘルムホルツ共
鳴子の共振周波数ｆ1と補助音響共振周波数ｆ2との比を
とることにより、ｆ1、ｆ2単独には影響を及ぼす音速Ｃ
を消去する方法を採っている。そのため、温度に影響さ
れやすい音速Ｃが無いことで温度に影響されないで容器
容積を測定することができるという利点があるが、その
反面、温度条件が変われば容器は熱膨張するため、実際
の容器容積Ｖは温度によって多少変わっているにも拘ら
ず、この温度変化分を測定することが出来ない、という
問題がある。換言すると、高精度な容積測定を行ないた
い場合に、温度による容積膨張分を測定できないという
問題点があった。例えば、０℃で容量１リットル（＝１
０００ｃｍ3）のアルミニウム製容器があったとする。
真夏３０℃の時に測定した容積値と真冬０℃時に測定し
た容積値とでは３０ｄｅｇの温度差がある。しかし、前
記の従来例による容積測定値においては、温度の影響を
示す項が演算式の中にないため同じ値を示す。ところが
実際は、温度膨張分を計算すると次のようになる。すな
わち、アルミニウムの線膨張係数αは約２２×１０~6／
℃であるから、体積膨張係数は３α＝６６×１０~6／℃
であり、従って３０℃での膨張容積ΔＶは、 ΔＶ＝Ｖ・３α・ΔＴ ＝１０００×６６×１０~6×３０＝１.９８ｃｍ3 となる。容積比で示せば、 （ΔＶ／Ｖ）１００＝０.２６％ となり、０.３％弱も変化するのに、従来方法では同じ
値が出力されてしまう。
ような従来の音響式容積計においては、ヘルムホルツ共
鳴子の共振周波数ｆ1と補助音響共振周波数ｆ2との比を
とることにより、ｆ1、ｆ2単独には影響を及ぼす音速Ｃ
を消去する方法を採っている。そのため、温度に影響さ
れやすい音速Ｃが無いことで温度に影響されないで容器
容積を測定することができるという利点があるが、その
反面、温度条件が変われば容器は熱膨張するため、実際
の容器容積Ｖは温度によって多少変わっているにも拘ら
ず、この温度変化分を測定することが出来ない、という
問題がある。換言すると、高精度な容積測定を行ないた
い場合に、温度による容積膨張分を測定できないという
問題点があった。例えば、０℃で容量１リットル（＝１
０００ｃｍ3）のアルミニウム製容器があったとする。
真夏３０℃の時に測定した容積値と真冬０℃時に測定し
た容積値とでは３０ｄｅｇの温度差がある。しかし、前
記の従来例による容積測定値においては、温度の影響を
示す項が演算式の中にないため同じ値を示す。ところが
実際は、温度膨張分を計算すると次のようになる。すな
わち、アルミニウムの線膨張係数αは約２２×１０~6／
℃であるから、体積膨張係数は３α＝６６×１０~6／℃
であり、従って３０℃での膨張容積ΔＶは、 ΔＶ＝Ｖ・３α・ΔＴ ＝１０００×６６×１０~6×３０＝１.９８ｃｍ3 となる。容積比で示せば、 （ΔＶ／Ｖ）１００＝０.２６％ となり、０.３％弱も変化するのに、従来方法では同じ
値が出力されてしまう。
【０００６】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、温度変化による実
容積の熱膨張変化分も精密に測定することの出来る音響
式容積計を提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、温度変化による実
容積の熱膨張変化分も精密に測定することの出来る音響
式容積計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、容器に音響管を結合した構造を有するヘルムホ
ルツ共鳴子の共振周波数と、上記音響管もしくは該音響
管に結合された補助音響共振器の共振周波数との比に基
づいて上記容器の容積を求める音響式容積計において、
被測定物である上記容器の線膨張係数α1に対して、上
記音響管もしくは上記補助音響共振器の線膨張係数α2
を小さくするように構成している。
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、容器に音響管を結合した構造を有するヘルムホ
ルツ共鳴子の共振周波数と、上記音響管もしくは該音響
管に結合された補助音響共振器の共振周波数との比に基
づいて上記容器の容積を求める音響式容積計において、
被測定物である上記容器の線膨張係数α1に対して、上
記音響管もしくは上記補助音響共振器の線膨張係数α2
を小さくするように構成している。
【０００８】また、請求項２に記載の発明においては、
被測定物となる第１の容器に結合された音響管の他の一
端を、密室を形成する第２の容器内に開放した構造を有
する主音響共振器の共振周波数と、上記音響管もしくは
該音響管に結合された補助音響共振器の共振周波数との
比に基づいて上記第１の容器の容積を求める音響式容積
計において、被測定物となる上記第１の容器の線膨張係
数α1に対して、上記音響管もしくは上記補助音響共振
器の線膨張係数α2を小さくするようにし、かつ被測定
物とは異なる第２の容器の線膨張係数α3を上記第１の
容器と略同一にするように構成している。なお、上記第
１の容器は、例えば、後記図２の実施例における被測定
物１１に相当し、上記第２の容器は、防音箱１７に相当
する。
被測定物となる第１の容器に結合された音響管の他の一
端を、密室を形成する第２の容器内に開放した構造を有
する主音響共振器の共振周波数と、上記音響管もしくは
該音響管に結合された補助音響共振器の共振周波数との
比に基づいて上記第１の容器の容積を求める音響式容積
計において、被測定物となる上記第１の容器の線膨張係
数α1に対して、上記音響管もしくは上記補助音響共振
器の線膨張係数α2を小さくするようにし、かつ被測定
物とは異なる第２の容器の線膨張係数α3を上記第１の
容器と略同一にするように構成している。なお、上記第
１の容器は、例えば、後記図２の実施例における被測定
物１１に相当し、上記第２の容器は、防音箱１７に相当
する。
【０００９】
【作用】上記のように、本発明においては、被測定物と
なる容器の線膨張係数よりも音響管の線膨張係数が小さ
くなるように設定しているので、後記（数１４）式に示
すように、温度変化による実容積変化と同じ方向に測定
値を変化させることが出来、さらに、音響管１３の線膨
張係数α2を極めて小さい値となるように選定すれば、
（数１５）式に示すように、測定値の変化を実容積変化
（ΔＶ／Ｖ）に極めて近い変化割合にすることが出来
る。したがって、温度変化による実容積の熱膨張変化分
も含めて測定することができるため、極めて精度の高い
容積計を実現することが出来る。
なる容器の線膨張係数よりも音響管の線膨張係数が小さ
くなるように設定しているので、後記（数１４）式に示
すように、温度変化による実容積変化と同じ方向に測定
値を変化させることが出来、さらに、音響管１３の線膨
張係数α2を極めて小さい値となるように選定すれば、
（数１５）式に示すように、測定値の変化を実容積変化
（ΔＶ／Ｖ）に極めて近い変化割合にすることが出来
る。したがって、温度変化による実容積の熱膨張変化分
も含めて測定することができるため、極めて精度の高い
容積計を実現することが出来る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例の断面図である。図１におい
て、１１は被測定物であり、凹み部分１１ａの容積Ｖを
測定する例を示している。なお、１１ｂは位置決め穴で
ある。また、被測定物１１の上面に密着するようにふた
１２が設けられ、これに音響管１３が取り付けられてい
る。これらによってヘルムホルツ共鳴子が形成されてい
る。また、１４は音響振動励起用のスピーカであり、１
５は音響管の共振測定用のマイクロホン、１６はヘルム
ホルツ共鳴子の共振測定用のマイクロホンである。ま
た、被測定物１１の線膨張係数をα1、音響管１３の線
膨張係数をα2とすれば、α1＞α2の関係となるように
音響管２の材質を選定している。例えば被測定物１１の
材質がアルミニウムであれば、音響管の材質をスチール
あるいはガラスあるいはセラミクスなどのように、アル
ミニウムに比べて線膨張係数が小さい材料を選定する。
なお、図１においては、スピーカ１４の駆動回路やマイ
クロホン１５、１６による音圧測定によって共振周波数
を読み取り、これらから容積Ｖを求める演算回路等は図
示を省略している。
図１は、本発明の一実施例の断面図である。図１におい
て、１１は被測定物であり、凹み部分１１ａの容積Ｖを
測定する例を示している。なお、１１ｂは位置決め穴で
ある。また、被測定物１１の上面に密着するようにふた
１２が設けられ、これに音響管１３が取り付けられてい
る。これらによってヘルムホルツ共鳴子が形成されてい
る。また、１４は音響振動励起用のスピーカであり、１
５は音響管の共振測定用のマイクロホン、１６はヘルム
ホルツ共鳴子の共振測定用のマイクロホンである。ま
た、被測定物１１の線膨張係数をα1、音響管１３の線
膨張係数をα2とすれば、α1＞α2の関係となるように
音響管２の材質を選定している。例えば被測定物１１の
材質がアルミニウムであれば、音響管の材質をスチール
あるいはガラスあるいはセラミクスなどのように、アル
ミニウムに比べて線膨張係数が小さい材料を選定する。
なお、図１においては、スピーカ１４の駆動回路やマイ
クロホン１５、１６による音圧測定によって共振周波数
を読み取り、これらから容積Ｖを求める演算回路等は図
示を省略している。
【００１１】次に作用を説明する。被測定物１１の容積
をＶ、音響管１３の管の長さをＬ、音響管の管孔の断面
積をＳとし、音速をＣとすると、ヘルムホルツ共鳴子の
周波数ｆ1は、下記（数５）式で表わされる。 ｆ1＝（Ｃ／２π）・√（Ｓ／ＶＬ）……（数５） また、音響管１３の１次共振周波数ｆ2は、下記（数
６）で表わされる。 ｆ2＝Ｃ／２Ｌ ……（数６） 上記の（数５）式、（数６）式から、容積Ｖは下記（数
７）式で表される。 Ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2 ……（数７） ただし Ｋ＝ＳＬ／π2 容積Ｖを上記（数７）式の形で求めるように演算回路を
構成する。なお、上記のＫは音響管の寸法で定まる一定
値である。上記のようにして測定した容積の測定値をｖ
とすると、 ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2 ……（数８） となる。
をＶ、音響管１３の管の長さをＬ、音響管の管孔の断面
積をＳとし、音速をＣとすると、ヘルムホルツ共鳴子の
周波数ｆ1は、下記（数５）式で表わされる。 ｆ1＝（Ｃ／２π）・√（Ｓ／ＶＬ）……（数５） また、音響管１３の１次共振周波数ｆ2は、下記（数
６）で表わされる。 ｆ2＝Ｃ／２Ｌ ……（数６） 上記の（数５）式、（数６）式から、容積Ｖは下記（数
７）式で表される。 Ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2 ……（数７） ただし Ｋ＝ＳＬ／π2 容積Ｖを上記（数７）式の形で求めるように演算回路を
構成する。なお、上記のＫは音響管の寸法で定まる一定
値である。上記のようにして測定した容積の測定値をｖ
とすると、 ｖ＝Ｋ（ｆ2／ｆ1）2 ……（数８） となる。
【００１２】ここで温度がΔＴだけ変化した時に各物理
量がどれだけ変化するかを考える。すなわち（数８）式
から次の一般式を導くことが出来る。 （Δｖ／Ｖ）＝２〔（Δｆ2／ｆ2）−（Δｆ1／ｆ1）〕……（数９） 次に（数５）式および（数６）式からΔｆ1／ｆ1とΔｆ
2／ｆ2を求めると、 （Δｆ1／ｆ1)＝(１／２)〔(ΔＳ／Ｓ)−(ΔＶ／Ｖ)−(ΔＬ／Ｌ)〕…(数１０) （Δｆ2／ｆ2）＝−（ΔＬ／Ｌ）……（数１１） と表わせる。ここでΔＶ／Ｖは実容積の変化割合を示し
ている。また、（数９）式、（数１０）式、（数１１）
式より、 （Δｖ／ｖ）＝（ΔＶ／Ｖ）−（ΔＳ／Ｓ）−（ΔＬ／Ｌ）……（数１２） となる。この（数１２）式の右辺の第１項は実容積変化
割合であり、第２項、第３項はそれぞれ管の断面積変化
割合、長さ変化割合を示している。ここで、仮に、被測
定物１１と音響管１３が同一材料であるとし、その線膨
張係数をαとすると、 （ΔＶ／Ｖ）＝３αΔＴ （ΔＳ／Ｓ）＝２αΔＴ （ΔＬ／Ｌ）＝αΔＴ であるから、 （Δｖ／ｖ）＝３αΔＴ−２αΔＴ−αΔＴ＝０ ……（数１３） となる。すなわち、実容積は（ΔＶ／Ｖ）＝３αΔＴの
割合で変化しているのに、測定値は（Δｖ／ｖ）＝０で
あって変化しないことになる。
量がどれだけ変化するかを考える。すなわち（数８）式
から次の一般式を導くことが出来る。 （Δｖ／Ｖ）＝２〔（Δｆ2／ｆ2）−（Δｆ1／ｆ1）〕……（数９） 次に（数５）式および（数６）式からΔｆ1／ｆ1とΔｆ
2／ｆ2を求めると、 （Δｆ1／ｆ1)＝(１／２)〔(ΔＳ／Ｓ)−(ΔＶ／Ｖ)−(ΔＬ／Ｌ)〕…(数１０) （Δｆ2／ｆ2）＝−（ΔＬ／Ｌ）……（数１１） と表わせる。ここでΔＶ／Ｖは実容積の変化割合を示し
ている。また、（数９）式、（数１０）式、（数１１）
式より、 （Δｖ／ｖ）＝（ΔＶ／Ｖ）−（ΔＳ／Ｓ）−（ΔＬ／Ｌ）……（数１２） となる。この（数１２）式の右辺の第１項は実容積変化
割合であり、第２項、第３項はそれぞれ管の断面積変化
割合、長さ変化割合を示している。ここで、仮に、被測
定物１１と音響管１３が同一材料であるとし、その線膨
張係数をαとすると、 （ΔＶ／Ｖ）＝３αΔＴ （ΔＳ／Ｓ）＝２αΔＴ （ΔＬ／Ｌ）＝αΔＴ であるから、 （Δｖ／ｖ）＝３αΔＴ−２αΔＴ−αΔＴ＝０ ……（数１３） となる。すなわち、実容積は（ΔＶ／Ｖ）＝３αΔＴの
割合で変化しているのに、測定値は（Δｖ／ｖ）＝０で
あって変化しないことになる。
【００１３】そこで、本実施例のように被測定物１１の
線膨張係数をα1、音響管１３の線膨張係数をα2とし、
α1＞α2の関係になるように音響管１３の材質を選定す
れば、測定値の変化分（Δｖ／ｖ）は下記（数１４）式
で示すようになる。 （Δｖ／ｖ）＝３ΔＴ（α1−α2）＞０ ……（数１４） すなわち、実容積変化と同じ方向に測定値も変化するこ
とになる。さらに、音響管１３の線膨張係数α2を極め
て小さい値とするように、材料にセラミクスを選定すれ
ば、 （Δｖ／ｖ）＝３ΔＴ（α1−α2）≒３α1ΔＴ＝（ΔＶ／Ｖ）…（数１５） となり、実容積変化（ΔＶ／Ｖ）に極めて近い変化割合
を示すことができる。
線膨張係数をα1、音響管１３の線膨張係数をα2とし、
α1＞α2の関係になるように音響管１３の材質を選定す
れば、測定値の変化分（Δｖ／ｖ）は下記（数１４）式
で示すようになる。 （Δｖ／ｖ）＝３ΔＴ（α1−α2）＞０ ……（数１４） すなわち、実容積変化と同じ方向に測定値も変化するこ
とになる。さらに、音響管１３の線膨張係数α2を極め
て小さい値とするように、材料にセラミクスを選定すれ
ば、 （Δｖ／ｖ）＝３ΔＴ（α1−α2）≒３α1ΔＴ＝（ΔＶ／Ｖ）…（数１５） となり、実容積変化（ΔＶ／Ｖ）に極めて近い変化割合
を示すことができる。
【００１４】次に、図２は、本発明の他の実施例の断面
図である。この実施例は、前記図１に示したヘルムホル
ツ共鳴子系とは異なり、音響管の大気開放側を覆って密
室を形成した例である。このように音響管の一端を密室
内に開放することにより、外部雑音や振動を遮断するこ
とが出来るので、更に精密な測定を行なうことが出来
る。図２において、１７は防音箱である。また、被測定
物１１の凹み部分１１ａの容積をＶ1、防音箱１７の容
積をＶ2とし、その他、図１と同符号は同一物を示す。
なお、防音箱１７の容積Ｖ2は、被測定物１１の凹み部
分１１ａの容積Ｖ1よりも大幅に大きくすることが望ま
しい。すなわちＶ1≪Ｖ2とする。この場合は、ヘルムホ
ルツ共振で考えると、等価容積をＶ′とすれば、 Ｖ′＝Ｖ1Ｖ2／（Ｖ1＋Ｖ2） としてヘルムホルツ共振周波数が求められる。従って前
記（数１２）式から、 （Δｖ′／ｖ′）＝（ΔＶ′／Ｖ′）−（ΔＳ／Ｓ）−
（ΔＬ／Ｌ） であるから、防音箱１７の材質を被測定物１１と同じに
すれば、 （Δｖ′／ｖ′）＝３ΔＴ（α1−α2）＞０ と表わすことができ、前記図１の実施例と同様に温度変
化による熱膨張分を含めて測定することが出来る。
図である。この実施例は、前記図１に示したヘルムホル
ツ共鳴子系とは異なり、音響管の大気開放側を覆って密
室を形成した例である。このように音響管の一端を密室
内に開放することにより、外部雑音や振動を遮断するこ
とが出来るので、更に精密な測定を行なうことが出来
る。図２において、１７は防音箱である。また、被測定
物１１の凹み部分１１ａの容積をＶ1、防音箱１７の容
積をＶ2とし、その他、図１と同符号は同一物を示す。
なお、防音箱１７の容積Ｖ2は、被測定物１１の凹み部
分１１ａの容積Ｖ1よりも大幅に大きくすることが望ま
しい。すなわちＶ1≪Ｖ2とする。この場合は、ヘルムホ
ルツ共振で考えると、等価容積をＶ′とすれば、 Ｖ′＝Ｖ1Ｖ2／（Ｖ1＋Ｖ2） としてヘルムホルツ共振周波数が求められる。従って前
記（数１２）式から、 （Δｖ′／ｖ′）＝（ΔＶ′／Ｖ′）−（ΔＳ／Ｓ）−
（ΔＬ／Ｌ） であるから、防音箱１７の材質を被測定物１１と同じに
すれば、 （Δｖ′／ｖ′）＝３ΔＴ（α1−α2）＞０ と表わすことができ、前記図１の実施例と同様に温度変
化による熱膨張分を含めて測定することが出来る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、被測定物の線膨張係数α1よりもヘルムホルツ共鳴
子の音響管の線膨張係数α2を小さくするように音響管
の材質を選定するように構成したことにより、温度変化
による実容積の熱膨張変化分も含めて測定することがで
きるため、極めて精度の高い容積計を実現することが出
来る。また、請求項２に記載のように、音響管の一端を
密室内に開放したものにおいては、外部雑音や振動を遮
断することが出来るので、更に精密な測定を行なうこと
が出来る、という効果が得られる。
ば、被測定物の線膨張係数α1よりもヘルムホルツ共鳴
子の音響管の線膨張係数α2を小さくするように音響管
の材質を選定するように構成したことにより、温度変化
による実容積の熱膨張変化分も含めて測定することがで
きるため、極めて精度の高い容積計を実現することが出
来る。また、請求項２に記載のように、音響管の一端を
密室内に開放したものにおいては、外部雑音や振動を遮
断することが出来るので、更に精密な測定を行なうこと
が出来る、という効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】本発明の他の実施例の断面図。
【図３】従来装置の一例の断面図。
１…被測定物となる容器 ２…ふた ３…音響管 ４、４′…導管 ５…音源 ６、６′…共振周波数測定用のマイクロホン ７…液体 ８…弁 ９…導管 １１…被測定物 １１ａ…凹み部分 １１ｂ…位置決め穴 １２…ふた １３…音響管 １４…音響振動励起用のスピーカ １５…音響管の共振測定用のマイクロホン １６…ヘルムホルツ共鳴子の共振測定用のマイクロホン １７…防音箱
Claims (2)
- 【請求項１】容器に音響管を結合した構造を有するヘル
ムホルツ共鳴子の共振周波数と、上記音響管もしくは該
音響管に結合された補助音響共振器の共振周波数との比
に基づいて上記容器の容積を求める音響式容積計におい
て、 被測定物である上記容器の線膨張係数α1に対して、上
記音響管もしくは上記補助音響共振器の線膨張係数α2
を小さくするように構成したことを特徴とする音響式容
積計。 - 【請求項２】被測定物となる第１の容器に結合された音
響管の他の一端を、密室を形成する第２の容器内に開放
した構造を有する主音響共振器の共振周波数と、上記音
響管もしくは該音響管に結合された補助音響共振器の共
振周波数との比に基づいて上記第１の容器の容積を求め
る音響式容積計において、 被測定物となる上記第１の容器の線膨張係数α1に対し
て、上記音響管もしくは上記補助音響共振器の線膨張係
数α2を小さくするようにし、かつ被測定物とは異なる
第２の容器の線膨張係数α3を上記第１の容器と略同一
にするように構成したことを特徴とする音響式容積計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33598892A JP2894126B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 音響式容積計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33598892A JP2894126B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 音響式容積計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186070A JPH06186070A (ja) | 1994-07-08 |
| JP2894126B2 true JP2894126B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=18294541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33598892A Expired - Fee Related JP2894126B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 音響式容積計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894126B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014061751A1 (ja) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | イマジニアリング株式会社 | 容積測定装置及び容積測定方法 |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP33598892A patent/JP2894126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06186070A (ja) | 1994-07-08 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |