JP2908353B2 - 容器内の液体の所定の充填レベルを監視する装置 - Google Patents
容器内の液体の所定の充填レベルを監視する装置Info
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- JP2908353B2 JP2908353B2 JP8274881A JP27488196A JP2908353B2 JP 2908353 B2 JP2908353 B2 JP 2908353B2 JP 8274881 A JP8274881 A JP 8274881A JP 27488196 A JP27488196 A JP 27488196A JP 2908353 B2 JP2908353 B2 JP 2908353B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2961—Acoustic waves for discrete levels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S367/908—Material level detection, e.g. liquid level
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内の液体の所
定の充填レベルを監視する装置に関する。この場合、超
音波変換器が設けられており、該超音波変換器は、監視
すべき充填レベルの高さにある測定個所において容器壁
の外側に取り付けられており、該超音波変換器は所定の
送信周波数の交流電圧パルスにより励振されると超音波
送信パルスを容器壁へ伝達し、該超音波変換器は反射し
たエコーパルスにより形成される超音波振動を電気的な
受信信号に変換し、該受信信号は評価回路へ伝送され、
該評価回路はエコー信号の有無に基づき測定個所が液体
で覆われているか否かを検出する。
定の充填レベルを監視する装置に関する。この場合、超
音波変換器が設けられており、該超音波変換器は、監視
すべき充填レベルの高さにある測定個所において容器壁
の外側に取り付けられており、該超音波変換器は所定の
送信周波数の交流電圧パルスにより励振されると超音波
送信パルスを容器壁へ伝達し、該超音波変換器は反射し
たエコーパルスにより形成される超音波振動を電気的な
受信信号に変換し、該受信信号は評価回路へ伝送され、
該評価回路はエコー信号の有無に基づき測定個所が液体
で覆われているか否かを検出する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置はたとえば国際公開第95
/12804号により公知であり、この装置の場合、充
填レベルの監視は以下の現象に基づいて行われる。すな
わち、測定個所が液体により覆われているとき、超音波
変換器から発せられる超音波送信パルスに基づき容器壁
から液体へ超音波が照射され、その超音波が液体中を伝
播し、対向する容器壁において反射した後、超音波変換
器が取り付けられている容器壁の個所へ戻される。エコ
ー信号により生成された容器壁の超音波振動は超音波変
換器により交流電圧信号に変換され、この信号は評価回
路へ導かれる。このようにして評価回路は、送信パルス
送出後の所定の期間中に電気的なエコーパルスを受信す
る。そしてこの所定の期間とは、対向する容器壁に至り
そこから戻るまでの液体中における超音波の伝播時間に
相応するものである。送信パルス送出後のこの期間中に
エコーパルスが出現したことから、測定個所が液体で覆
われていることが評価回路により検出されて、監視すべ
き充填レベルに達したかあるいはそれを超えていること
が指示される。これに対し測定個所が液体により覆われ
ておらず液面よりも上で空気に触れている場合には、評
価回路は送信パルス送出後の同じ期間中にはエコー信号
を受信しない。このことは第1に、容器壁と空気の音響
インピーダンスの差が大きいことから、空気中への超音
波の照射が著しく小さいことに起因している。しかしそ
れにもかかわらず弱いエコーを検出しようとするなら
ば、液体中と空気中での音響速度の差が著しく大きいこ
とから、そのようなエコーはかなり後になって現れるこ
とになる。所期の受信時点にはエコーパルスが存在しな
いことから、測定個所は液体で覆われていないことが評
価回路により判定されて、容器内の所期の充填レベルに
は達していないことが指示される。
/12804号により公知であり、この装置の場合、充
填レベルの監視は以下の現象に基づいて行われる。すな
わち、測定個所が液体により覆われているとき、超音波
変換器から発せられる超音波送信パルスに基づき容器壁
から液体へ超音波が照射され、その超音波が液体中を伝
播し、対向する容器壁において反射した後、超音波変換
器が取り付けられている容器壁の個所へ戻される。エコ
ー信号により生成された容器壁の超音波振動は超音波変
換器により交流電圧信号に変換され、この信号は評価回
路へ導かれる。このようにして評価回路は、送信パルス
送出後の所定の期間中に電気的なエコーパルスを受信す
る。そしてこの所定の期間とは、対向する容器壁に至り
そこから戻るまでの液体中における超音波の伝播時間に
相応するものである。送信パルス送出後のこの期間中に
エコーパルスが出現したことから、測定個所が液体で覆
われていることが評価回路により検出されて、監視すべ
き充填レベルに達したかあるいはそれを超えていること
が指示される。これに対し測定個所が液体により覆われ
ておらず液面よりも上で空気に触れている場合には、評
価回路は送信パルス送出後の同じ期間中にはエコー信号
を受信しない。このことは第1に、容器壁と空気の音響
インピーダンスの差が大きいことから、空気中への超音
波の照射が著しく小さいことに起因している。しかしそ
れにもかかわらず弱いエコーを検出しようとするなら
ば、液体中と空気中での音響速度の差が著しく大きいこ
とから、そのようなエコーはかなり後になって現れるこ
とになる。所期の受信時点にはエコーパルスが存在しな
いことから、測定個所は液体で覆われていないことが評
価回路により判定されて、容器内の所期の充填レベルに
は達していないことが指示される。
【0003】この公知の方式はエラーに対し信頼性のあ
るものではない。つまりエコーパルスが存在していない
ということからは、そのことが所期の充填レベルには達
していないことに本当に基づくものであるのか否かを検
知できないし、あるいは別の原因があるのか否かを検知
することはできないのである。たとえば回路の一部が故
障していたり線路が切断されていたり類似の障害が生じ
ていたりしたときには、たとえ測定個所が液体で覆われ
ていたとしてもエコーパルスは受信されない。さらに、
超音波の伝播条件がたとえば充填プロセス中の気泡の形
成により一時的に妨害を受けることも起こり得る。この
ような状況の場合もやはりエコーパルスは受信されず、
たとえ実際には測定個所が液体で覆われていたとして
も、容器内で所期の充填レベルには達していないことが
評価回路により指示されてしまうことになる。
るものではない。つまりエコーパルスが存在していない
ということからは、そのことが所期の充填レベルには達
していないことに本当に基づくものであるのか否かを検
知できないし、あるいは別の原因があるのか否かを検知
することはできないのである。たとえば回路の一部が故
障していたり線路が切断されていたり類似の障害が生じ
ていたりしたときには、たとえ測定個所が液体で覆われ
ていたとしてもエコーパルスは受信されない。さらに、
超音波の伝播条件がたとえば充填プロセス中の気泡の形
成により一時的に妨害を受けることも起こり得る。この
ような状況の場合もやはりエコーパルスは受信されず、
たとえ実際には測定個所が液体で覆われていたとして
も、容器内で所期の充填レベルには達していないことが
評価回路により指示されてしまうことになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題および利点】したがって
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置においてエラ
ーに対し高度な信頼性を有するように構成することにあ
る。
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置においてエラ
ーに対し高度な信頼性を有するように構成することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、超音波変換器は、容器壁の厚み共振周波数と等しい
送信周波数で励振され、測定個所が液体で覆われている
か否かを検出するため、前記評価回路において容器壁の
事後振動により送信パルスの終了後に生じる超音波振動
も評価されることにより解決される。
は、超音波変換器は、容器壁の厚み共振周波数と等しい
送信周波数で励振され、測定個所が液体で覆われている
か否かを検出するため、前記評価回路において容器壁の
事後振動により送信パルスの終了後に生じる超音波振動
も評価されることにより解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による方式では、容器壁の
厚み振動は送信パルスの終了とともにただちに止むもの
ではなく容器壁の事後振動に起因して徐々に減衰してい
くということを利用している。事後振動の持続期間は、
容器壁における測定個所が液体で覆われているか否かに
依存する。測定個所が覆われている場合、この振動は測
定個所が覆われていないときよりも強く減衰され、その
結果、振動はいっそう速く消滅していく。容器壁の事後
振動は超音波変換器により交流電圧信号に変換され、こ
の信号も同様に評価回路へ導かれる。送信パルス終了後
の所定の期間内に事後振動による信号が欠けていること
を評価回路が検出すれば、そのことから評価回路は測定
個所が液体で覆われていることを識別し、つまり監視す
べき充填レベルに達しているかそれを超えていることを
識別する。これに対し送信パルス終了後の同じ期間内に
事後振動による信号が存在していれば、そのことから評
価回路は測定個所が液体で覆われていないことを識別
し、つまり監視すべき充填レベルには達していないこと
を識別する。
厚み振動は送信パルスの終了とともにただちに止むもの
ではなく容器壁の事後振動に起因して徐々に減衰してい
くということを利用している。事後振動の持続期間は、
容器壁における測定個所が液体で覆われているか否かに
依存する。測定個所が覆われている場合、この振動は測
定個所が覆われていないときよりも強く減衰され、その
結果、振動はいっそう速く消滅していく。容器壁の事後
振動は超音波変換器により交流電圧信号に変換され、こ
の信号も同様に評価回路へ導かれる。送信パルス終了後
の所定の期間内に事後振動による信号が欠けていること
を評価回路が検出すれば、そのことから評価回路は測定
個所が液体で覆われていることを識別し、つまり監視す
べき充填レベルに達しているかそれを超えていることを
識別する。これに対し送信パルス終了後の同じ期間内に
事後振動による信号が存在していれば、そのことから評
価回路は測定個所が液体で覆われていないことを識別
し、つまり監視すべき充填レベルには達していないこと
を識別する。
【0007】評価回路により評価される両方の信号つま
りエコー信号と事後振動信号は、ある意味で相補的なも
のである。つまり、測定個所が覆われていればエコー信
号は存在するが事後振動信号は存在しない。また、測定
個所が覆われていなければ、事後振動信号は存在するが
エコー信号は存在しない。したがってこれら両方の状態
の各々について、充填レベルに関して肯定的かつ確実な
情報を供給する信号値がある。両方の信号のうち一方が
容器または測定装置の誤った状態に起因して欠けている
が他方の信号が存在していれば、得られた信号はまだ充
填レベルを適正に表すものである。これに対し、それ自
体エラーのない他方の信号も欠けているような状態を充
填レベルが有していれば、両方の信号が同時に欠けるこ
とにより、エラー状態の生じていることが指示される。
両方の信号のいずれが誤ったものであるかが検出される
とただちに、他方の信号のみで測定を継続させることが
でき、その際にはエラーに対し従来の測定装置の場合と
同程度の信頼性が依然としてある。当然ながら、容器ま
たは測定装置の誤った状態に起因して両方の信号が欠け
ているときにも、両方の信号が同時に欠落したことによ
りこの誤った状態が指示される。
りエコー信号と事後振動信号は、ある意味で相補的なも
のである。つまり、測定個所が覆われていればエコー信
号は存在するが事後振動信号は存在しない。また、測定
個所が覆われていなければ、事後振動信号は存在するが
エコー信号は存在しない。したがってこれら両方の状態
の各々について、充填レベルに関して肯定的かつ確実な
情報を供給する信号値がある。両方の信号のうち一方が
容器または測定装置の誤った状態に起因して欠けている
が他方の信号が存在していれば、得られた信号はまだ充
填レベルを適正に表すものである。これに対し、それ自
体エラーのない他方の信号も欠けているような状態を充
填レベルが有していれば、両方の信号が同時に欠けるこ
とにより、エラー状態の生じていることが指示される。
両方の信号のいずれが誤ったものであるかが検出される
とただちに、他方の信号のみで測定を継続させることが
でき、その際にはエラーに対し従来の測定装置の場合と
同程度の信頼性が依然としてある。当然ながら、容器ま
たは測定装置の誤った状態に起因して両方の信号が欠け
ているときにも、両方の信号が同時に欠落したことによ
りこの誤った状態が指示される。
【0008】このような有利な特徴はコストを僅かに増
やすだけで達成される。それというのは、励振および評
価回路のほとんどすべてのコンポーネントは両方の信号
の取得に対し共通に用いられるからである。この場合、
厚み共振周波数による容器壁の励振は、事後振動信号の
取得についてだけでなくエコー信号の取得についても最
適であることが判明した。
やすだけで達成される。それというのは、励振および評
価回路のほとんどすべてのコンポーネントは両方の信号
の取得に対し共通に用いられるからである。この場合、
厚み共振周波数による容器壁の励振は、事後振動信号の
取得についてだけでなくエコー信号の取得についても最
適であることが判明した。
【0009】従属請求項には本発明の有利な実施形態が
示されている。
示されている。
【0010】次に、図面を参照しながら本発明の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【0011】
【実施例】図1には、高さHまで液体11が充填されて
いる容器10が示されている。容器10の底部より上方
で液体11の表面がある高さHは容器内の瞬時の充填レ
ベルである。充填レベルは最大高さHmaxを上回るべき
ではなくかつ最小高さHminを下回るべきではない。充
填レベルのこれら限界値はそれぞれ“限界レベル”とも
称される。
いる容器10が示されている。容器10の底部より上方
で液体11の表面がある高さHは容器内の瞬時の充填レ
ベルである。充填レベルは最大高さHmaxを上回るべき
ではなくかつ最小高さHminを下回るべきではない。充
填レベルのこれら限界値はそれぞれ“限界レベル”とも
称される。
【0012】高い方の限界レベルHmaxの監視のため
に、容器壁12の外側に充填レベルセンサ13が取り付
けられている。それは励振および評価電子回路14に接
続されている。低い方の限界レベルHminの監視のため
に、容器壁12の外側に充填レベルセンサ15が取り付
けられている。それは励振および評価電子回路16に接
続されている。2つのセンサ13および15のそれぞれ
は、それを用いて容器壁12を通して、容器10内の液
体11がセンサ13ないし15の高さにあるか否かを検
出することができるように構成されている。このために
2つのセンサ13ないし15のそれぞれは、それぞれに
属する励振および評価電子回路14ないし16から送出
される電気的な交番電圧パルスによる励振の際に容器壁
12に向かって超音波パルスを送出しかつ受信された超
音波信号を電気的な交番電圧信号に変換して、電子回路
14ないし16に伝送することができる超音波センサと
して構成されている。電子回路14ないし16は受信信
号を評価しかつ出力側に容器10内の充填レベルが監視
すべき限界レベルより上にあるかまたは下にあるかどう
かを指示する信号を送出する。したがってこのような検
出のために、容器壁12に孔を開けるかまたはセンサを
容器10の内部に埋め込むことは必要でない。この理由
から、センサ14および16は液体11に直接接触して
いない。
に、容器壁12の外側に充填レベルセンサ13が取り付
けられている。それは励振および評価電子回路14に接
続されている。低い方の限界レベルHminの監視のため
に、容器壁12の外側に充填レベルセンサ15が取り付
けられている。それは励振および評価電子回路16に接
続されている。2つのセンサ13および15のそれぞれ
は、それを用いて容器壁12を通して、容器10内の液
体11がセンサ13ないし15の高さにあるか否かを検
出することができるように構成されている。このために
2つのセンサ13ないし15のそれぞれは、それぞれに
属する励振および評価電子回路14ないし16から送出
される電気的な交番電圧パルスによる励振の際に容器壁
12に向かって超音波パルスを送出しかつ受信された超
音波信号を電気的な交番電圧信号に変換して、電子回路
14ないし16に伝送することができる超音波センサと
して構成されている。電子回路14ないし16は受信信
号を評価しかつ出力側に容器10内の充填レベルが監視
すべき限界レベルより上にあるかまたは下にあるかどう
かを指示する信号を送出する。したがってこのような検
出のために、容器壁12に孔を開けるかまたはセンサを
容器10の内部に埋め込むことは必要でない。この理由
から、センサ14および16は液体11に直接接触して
いない。
【0013】2つのセンサ13および15並びにそれぞ
れに属する電子回路14ないし16は、完全に同じに構
成されている。したがって以下にはセンサ13および電
子回路14についてのみ詳細に説明する。以下の説明は
センサ15および電子回路16にも同じように当てはま
る。
れに属する電子回路14ないし16は、完全に同じに構
成されている。したがって以下にはセンサ13および電
子回路14についてのみ詳細に説明する。以下の説明は
センサ15および電子回路16にも同じように当てはま
る。
【0014】図2にはセンサ13の斜視図が、図3およ
び図4には容器壁12に固定されているセンサ13の断
面図が示されている。図3には、容器壁が平らである場
合の、センサ13の断面図が示されており、図4には、
容器壁が円筒形である場合の、センサ13の断面図が示
されている。図1には分かりやすくするためにセンサ1
3とは別個に示されている励振および評価電子回路14
は、図2ないし図4に図示の実施例においてはセンサ1
3と一緒に組み込まれている。
び図4には容器壁12に固定されているセンサ13の断
面図が示されている。図3には、容器壁が平らである場
合の、センサ13の断面図が示されており、図4には、
容器壁が円筒形である場合の、センサ13の断面図が示
されている。図1には分かりやすくするためにセンサ1
3とは別個に示されている励振および評価電子回路14
は、図2ないし図4に図示の実施例においてはセンサ1
3と一緒に組み込まれている。
【0015】図2に図示のセンサは、超音波センサおよ
び励振および評価電子回路のすべての構成要素を含んで
いるセンサブロック20と、センサブロック20を種々
異なった形状および大きさ並びに種々異なった材料から
成る容器に固定するために用いられるアダプタ部21と
から成っている。センサブロック20は、カバー23に
よって閉鎖されているセンサケーシング22を有してい
る。カバーはねじ24を用いてセンサケーシング22に
固定されている。センサブロック20はねじ26を用い
てアダプタ部21に固定されている。ねじ26は、セン
サケーシング22の狭幅側にある突出部27に設けられ
た孔を通って案内されておりかつアダプタ部21におけ
る対応する突出部28内のねじ孔にねじ込まれている。
2つのねじ26を外した後、センサブロック全体はその
まま、容器壁12に固定されているアダプタ部21から
取り外すことができる。逆に、センサを組付けるため
に、センサブロック20なしのアダプタ部21が容器壁
の所望の箇所に適当な方法で固定され、かつ引き続いて
超音波センサが作動準備状態で組み付けられているセン
サブロック20がアダプタ部21に装着されかつねじ2
6を用いて固定される。センサケーシング22から側方
に突出している接続部29によって、センサケーシング
22内に収容されている電子回路と外部の接続導体との
接続が可能である。
び励振および評価電子回路のすべての構成要素を含んで
いるセンサブロック20と、センサブロック20を種々
異なった形状および大きさ並びに種々異なった材料から
成る容器に固定するために用いられるアダプタ部21と
から成っている。センサブロック20は、カバー23に
よって閉鎖されているセンサケーシング22を有してい
る。カバーはねじ24を用いてセンサケーシング22に
固定されている。センサブロック20はねじ26を用い
てアダプタ部21に固定されている。ねじ26は、セン
サケーシング22の狭幅側にある突出部27に設けられ
た孔を通って案内されておりかつアダプタ部21におけ
る対応する突出部28内のねじ孔にねじ込まれている。
2つのねじ26を外した後、センサブロック全体はその
まま、容器壁12に固定されているアダプタ部21から
取り外すことができる。逆に、センサを組付けるため
に、センサブロック20なしのアダプタ部21が容器壁
の所望の箇所に適当な方法で固定され、かつ引き続いて
超音波センサが作動準備状態で組み付けられているセン
サブロック20がアダプタ部21に装着されかつねじ2
6を用いて固定される。センサケーシング22から側方
に突出している接続部29によって、センサケーシング
22内に収容されている電子回路と外部の接続導体との
接続が可能である。
【0016】アダプタ部21は、実質的にプレート30
から成る合成樹脂成形部である。プレートの輪郭はセン
サケーシング22の輪郭に相応し、したがって図示の実
施例では矩形である。プレート30の周囲の回りに環状
に、フレーム31が成形加工されている。フレームは容
器壁の方の側において溝32を備えており、そこにパッ
キン33がはめ込まれている。容器10が円筒形である
場合母線に沿って容器壁12に当接されているアダプタ
部21の長手側において、フレーム31は同じ高さを維
持している。容器10が円筒形である場合周面に沿って
容器壁12に当接されているアダプタ部21の横断側に
おいて、フレーム31は、図4に前側の横断面に見えて
いるような円弧状の空所34を有している。空所34の
曲率半径はアダプタ部21が取り付けられるべきであ
る、最小の直径を有する容器10の容器壁12の半径に
相応している。したがって、超音波センサ13が、その
公称幅(直径)が少なくとも200mmである容器に対
して定められているとき、空所34の曲率半径は100
mmである。
から成る合成樹脂成形部である。プレートの輪郭はセン
サケーシング22の輪郭に相応し、したがって図示の実
施例では矩形である。プレート30の周囲の回りに環状
に、フレーム31が成形加工されている。フレームは容
器壁の方の側において溝32を備えており、そこにパッ
キン33がはめ込まれている。容器10が円筒形である
場合母線に沿って容器壁12に当接されているアダプタ
部21の長手側において、フレーム31は同じ高さを維
持している。容器10が円筒形である場合周面に沿って
容器壁12に当接されているアダプタ部21の横断側に
おいて、フレーム31は、図4に前側の横断面に見えて
いるような円弧状の空所34を有している。空所34の
曲率半径はアダプタ部21が取り付けられるべきであ
る、最小の直径を有する容器10の容器壁12の半径に
相応している。したがって、超音波センサ13が、その
公称幅(直径)が少なくとも200mmである容器に対
して定められているとき、空所34の曲率半径は100
mmである。
【0017】パッキン33は、アダプタ部21が容器壁
12にまだ取り付けられておらず、したがってパッキン
33がまだ変形されていないとき、容器壁に取り付ける
ように定められているそのシール面が1平面内にあるよ
うに、形成されている。この条件が満たされているよう
に、パッキン33はフレーム31の長手側に沿って同じ
高さを維持しており、一方それぞれの横断側の領域にお
ける高さは、空所34の形状に相応して、中央に向かっ
て円弧状に大きくなっている。図3および図4から見て
取れるように、パッキン33は有利には、その間に切り
込み36が存在している2つのシール用リブ35を有す
るように形成されている。シール用リブ35はフレーム
31の長手側に沿って(図4)比較的低く、かつ切り込
み36の深さはそこでは相応に僅かである。これに対し
てフレーム31の横断側に沿って、シール用リブ35の
高さおよび切り込み36の深さはパッキン33の高さと
同じ程度に増加している。図3の断面図の横断面は、空
所34が最も大きな深さを有しているところを通ってい
るので、この断面図においてシール用リブ35は最大の
長さを有しておりでありかつ切り込み36は最大の深さ
を有している。
12にまだ取り付けられておらず、したがってパッキン
33がまだ変形されていないとき、容器壁に取り付ける
ように定められているそのシール面が1平面内にあるよ
うに、形成されている。この条件が満たされているよう
に、パッキン33はフレーム31の長手側に沿って同じ
高さを維持しており、一方それぞれの横断側の領域にお
ける高さは、空所34の形状に相応して、中央に向かっ
て円弧状に大きくなっている。図3および図4から見て
取れるように、パッキン33は有利には、その間に切り
込み36が存在している2つのシール用リブ35を有す
るように形成されている。シール用リブ35はフレーム
31の長手側に沿って(図4)比較的低く、かつ切り込
み36の深さはそこでは相応に僅かである。これに対し
てフレーム31の横断側に沿って、シール用リブ35の
高さおよび切り込み36の深さはパッキン33の高さと
同じ程度に増加している。図3の断面図の横断面は、空
所34が最も大きな深さを有しているところを通ってい
るので、この断面図においてシール用リブ35は最大の
長さを有しておりでありかつ切り込み36は最大の深さ
を有している。
【0018】アダプタ部21が平らな容器壁12に固定
されているとき(図3)、シール用リブ35は空所34
の領域において、フレーム31の直線状の長手側の領域
と同じ程度に圧縮され、したがって比較的僅かに圧縮さ
れる。これに対してアダプタ21が円筒状の容器壁12
に固定されるとき(図4)、シール用リブは空所34の
領域において、フレーム31の直線状の長手側の領域に
おけるよりも大きく変形され、しかも容器壁12の曲率
半径が小さければ小さい程、変形はますます大きくな
る。この一層大きな変形は、この領域におけるシール用
リブ35の比較的大きな高さおよび切り込み36の比較
的大きな深さによって可能になる。しかしいずれの場合
にも、シール用リブ35はアダプタ部21の周面全体に
沿って容器壁12にシールされて当接している。
されているとき(図3)、シール用リブ35は空所34
の領域において、フレーム31の直線状の長手側の領域
と同じ程度に圧縮され、したがって比較的僅かに圧縮さ
れる。これに対してアダプタ21が円筒状の容器壁12
に固定されるとき(図4)、シール用リブは空所34の
領域において、フレーム31の直線状の長手側の領域に
おけるよりも大きく変形され、しかも容器壁12の曲率
半径が小さければ小さい程、変形はますます大きくな
る。この一層大きな変形は、この領域におけるシール用
リブ35の比較的大きな高さおよび切り込み36の比較
的大きな深さによって可能になる。しかしいずれの場合
にも、シール用リブ35はアダプタ部21の周面全体に
沿って容器壁12にシールされて当接している。
【0019】図3の断面図は、アダプタ部21の、容器
壁12に対する固定法の第1実施例を示している:容器
壁12にボルト37が溶接されており、それは軸受け3
8の開口を通って突出している。軸受けはアダプタ部2
1のプレート30に一体成形されている。軸受け38か
ら突出している、ボルト37の端部に、ナット39がね
じ込まれている。ナットはプレート30を、パッキン3
3が容器壁12の方向に圧縮されるように締めつけてい
る。場合によってはプレート30に、容器壁12に向か
って下方に突出しているスペーサホルダを成形すること
ができる。その場合スペーサホルダは、プレート30
の、容器壁12からの規定の間隔、これによりアダプタ
部21の、容器壁12に関する規定の位置を確定する。
壁12に対する固定法の第1実施例を示している:容器
壁12にボルト37が溶接されており、それは軸受け3
8の開口を通って突出している。軸受けはアダプタ部2
1のプレート30に一体成形されている。軸受け38か
ら突出している、ボルト37の端部に、ナット39がね
じ込まれている。ナットはプレート30を、パッキン3
3が容器壁12の方向に圧縮されるように締めつけてい
る。場合によってはプレート30に、容器壁12に向か
って下方に突出しているスペーサホルダを成形すること
ができる。その場合スペーサホルダは、プレート30
の、容器壁12からの規定の間隔、これによりアダプタ
部21の、容器壁12に関する規定の位置を確定する。
【0020】図4の左半部において、アダプタ部21
の、容器壁12に対する固定法の別の形式が図示されて
いる。このために、アダプタ部21のそれぞれの長手側
の中央に形成されている側方のスリット40に、剛性の
薄板から製造されているアングル部材41の脚部が挿入
されておりかつそこでねじ42を用いて固定される。直
角に上方に曲げ出されている、アングル部材41の他方
の脚部は、端部において鉤状に曲げられている。この鉤
状に曲げられた端部は、容器壁12に溶接されている軌
条部43を把持しており、かつ少なくとも1つのねじ4
4を用いて軌条部43に固定締結されている。この形式
の固定により、簡単な手法で、センサ13が容器10に
取り付けられるべきである箇所を定めかつ必要に応じて
後からこの箇所を、アダプタ部21を軌条部43に沿っ
て移動することによって変化することができる。
の、容器壁12に対する固定法の別の形式が図示されて
いる。このために、アダプタ部21のそれぞれの長手側
の中央に形成されている側方のスリット40に、剛性の
薄板から製造されているアングル部材41の脚部が挿入
されておりかつそこでねじ42を用いて固定される。直
角に上方に曲げ出されている、アングル部材41の他方
の脚部は、端部において鉤状に曲げられている。この鉤
状に曲げられた端部は、容器壁12に溶接されている軌
条部43を把持しており、かつ少なくとも1つのねじ4
4を用いて軌条部43に固定締結されている。この形式
の固定により、簡単な手法で、センサ13が容器10に
取り付けられるべきである箇所を定めかつ必要に応じて
後からこの箇所を、アダプタ部21を軌条部43に沿っ
て移動することによって変化することができる。
【0021】更に、図4の右半部には、アダプタ部21
を容器の回りに置かれている緊張ベルト49を用いて固
定することもできることが図示されている。このために
スリット40のそれぞれに、アダプタ部21の両側にお
いて、アングル部材41が挿入されておりかつ2つのア
ングル部材41の上方に曲げ出されている脚部の曲げら
れている上側の端部に、鉤形の弓状部が留め掛けられ、
それらは、2つのアングル部材の一方のみが図4の右半
部において図示されているように、容器の周りに置かれ
ている緊張ベルト49の端部に取り付けられている。こ
のような緊張ベルトを用いた固定法により、センサ13
を容器10に取り付ける場所の選択の自由度が一層大き
くなりかつ付加的に、容器それ自体に手を加える必要が
ないという利点が得られる。上方に曲げ出されている、
アングル部材41の脚部に緊張ベルト49を留め掛ける
ことで、緊張ベルト49からアダプタ部21に加えられ
る力の作用点は比較的高いところに位置することにな
る。このことは、大きな曲率半径を有する容器では殊
に、容器に加えられる力成分が作用点の高さによって著
しく増加するという理由から有利である。
を容器の回りに置かれている緊張ベルト49を用いて固
定することもできることが図示されている。このために
スリット40のそれぞれに、アダプタ部21の両側にお
いて、アングル部材41が挿入されておりかつ2つのア
ングル部材41の上方に曲げ出されている脚部の曲げら
れている上側の端部に、鉤形の弓状部が留め掛けられ、
それらは、2つのアングル部材の一方のみが図4の右半
部において図示されているように、容器の周りに置かれ
ている緊張ベルト49の端部に取り付けられている。こ
のような緊張ベルトを用いた固定法により、センサ13
を容器10に取り付ける場所の選択の自由度が一層大き
くなりかつ付加的に、容器それ自体に手を加える必要が
ないという利点が得られる。上方に曲げ出されている、
アングル部材41の脚部に緊張ベルト49を留め掛ける
ことで、緊張ベルト49からアダプタ部21に加えられ
る力の作用点は比較的高いところに位置することにな
る。このことは、大きな曲率半径を有する容器では殊
に、容器に加えられる力成分が作用点の高さによって著
しく増加するという理由から有利である。
【0022】ボルト37または軌条部43は溶接ではな
くて、接着によって容器壁12に固定することができ
る。その場合この形式のアダプタ部21の固定は、合成
樹脂から成る容器にも適している。
くて、接着によって容器壁12に固定することができ
る。その場合この形式のアダプタ部21の固定は、合成
樹脂から成る容器にも適している。
【0023】センサケーシング22は、横壁45によっ
て2つの空間46および47に分割されている。容器壁
12とは反対側の外側の空間46に、励振および評価電
子回路14が収容されている。電子回路は通例のよう
に、プリント配線板48にマウントされている電子素子
から成っている。容器壁12およびアダプタ部21の方
の側の内側の空間47には、超音波センサ13の構成部
材が組み込まれている。これには殊に、電気音響変換器
50が属する。この電気音響変換器は、励振および評価
回路から送出される交番電圧パルスを、容器壁12に伝
送される超音波パルスに変換しかつそれが容器壁12か
ら受信された超音波パルスを、励振および評価電子回路
に伝送される電気的な交番電圧に変換するために用いら
れる。
て2つの空間46および47に分割されている。容器壁
12とは反対側の外側の空間46に、励振および評価電
子回路14が収容されている。電子回路は通例のよう
に、プリント配線板48にマウントされている電子素子
から成っている。容器壁12およびアダプタ部21の方
の側の内側の空間47には、超音波センサ13の構成部
材が組み込まれている。これには殊に、電気音響変換器
50が属する。この電気音響変換器は、励振および評価
回路から送出される交番電圧パルスを、容器壁12に伝
送される超音波パルスに変換しかつそれが容器壁12か
ら受信された超音波パルスを、励振および評価電子回路
に伝送される電気的な交番電圧に変換するために用いら
れる。
【0024】電気音響変換器50は図5に比較的詳細に
図示されている。それは能動構成部材として圧電素子5
1を含んでいる。圧電素子は、周知のように、圧電水晶
から成るディスクであって、その両側において、電極と
して用いられる金属化部が被着されている。電極に交番
電圧が印加されると、圧電水晶は、交番電圧の周波数で
機械的な振動に励振され、かつ圧電水晶に機械的な振動
が伝達されるとき、それは電極間に、機械的な振動の周
波数を有する交番電圧を発生する。図5において、電極
は図示されていない。というのは、それは、圧電水晶の
厚みに比べて金属化部の厚さは僅かであるために見えな
いからである。
図示されている。それは能動構成部材として圧電素子5
1を含んでいる。圧電素子は、周知のように、圧電水晶
から成るディスクであって、その両側において、電極と
して用いられる金属化部が被着されている。電極に交番
電圧が印加されると、圧電水晶は、交番電圧の周波数で
機械的な振動に励振され、かつ圧電水晶に機械的な振動
が伝達されるとき、それは電極間に、機械的な振動の周
波数を有する交番電圧を発生する。図5において、電極
は図示されていない。というのは、それは、圧電水晶の
厚みに比べて金属化部の厚さは僅かであるために見えな
いからである。
【0025】圧電素子51は、壺形状の変換器ケーシン
グ52の内部に配設されておりかつ同時に、超音波変換
器50の振動板を形成している、変換器ケーシング52
の底部53上にある。変換器ケーシング52は合成樹脂
から成っている。
グ52の内部に配設されておりかつ同時に、超音波変換
器50の振動板を形成している、変換器ケーシング52
の底部53上にある。変換器ケーシング52は合成樹脂
から成っている。
【0026】圧電素子51の、振動板53とは反対の側
において、圧電素子51を励振および評価回路14に結
合するために用いられる回路の部品を支持しているプリ
ント配線板54が配設されている。プリント配線板54
は、圧電素子51とは間隔をおいたところにあり、かつ
プリント配線板54と圧電素子51との間の中間室に
は、液体の状態で注入されかつそれから固体化された注
封材料55が充填されている。圧電素子51の、振動板
53とは反対の側は、孤立気孔のフォームプラスチック
から成るディスク56によって被覆されている。このデ
ィスクが、注封材料55が圧電素子51と直接接触する
ことを妨げている。プリント配線板54の上方の空間
も、プリント配線板54上マウントされているすべての
回路構成部品が注封材料55の中に埋め込まれるような
高さのところまで注封材料55が充填されている。注封
材料55は防爆の理由から規定されているものである。
それは更に、振動板53とは反対側の方に放射される超
音波の減衰作用をする。
において、圧電素子51を励振および評価回路14に結
合するために用いられる回路の部品を支持しているプリ
ント配線板54が配設されている。プリント配線板54
は、圧電素子51とは間隔をおいたところにあり、かつ
プリント配線板54と圧電素子51との間の中間室に
は、液体の状態で注入されかつそれから固体化された注
封材料55が充填されている。圧電素子51の、振動板
53とは反対の側は、孤立気孔のフォームプラスチック
から成るディスク56によって被覆されている。このデ
ィスクが、注封材料55が圧電素子51と直接接触する
ことを妨げている。プリント配線板54の上方の空間
も、プリント配線板54上マウントされているすべての
回路構成部品が注封材料55の中に埋め込まれるような
高さのところまで注封材料55が充填されている。注封
材料55は防爆の理由から規定されているものである。
それは更に、振動板53とは反対側の方に放射される超
音波の減衰作用をする。
【0027】圧電水晶素子51およびプリント配線板5
4の組み込み並びにこれらの部品の鋳込みを容易にする
ために、組み立て用ケース60が設けられている。これ
は図6,図7および図8に一層詳細に図示されている。
組み立て用ケース60は合成樹脂から成る成形体であっ
て、図6に平面図にて、図7には図6の一点鎖線に沿っ
た断面図にて、図8には斜視図にて示されている。組み
立て用ケース60は、比較的幅広の円筒形の部分61
と、比較的小さな直径の比較的狭い円筒形の部分62
と、これら2つの円筒形の部分61および62の間の円
錐形の部分63とを有している。比較的幅広の円筒形の
部分61の外径は壺形状の変換器ケーシング52の内径
に相応し、かつ狭い方の円筒形の部分62の内径は圧電
素子51の直径に相応している。比較的狭い円筒形の部
分62および円錐形の移行部分63は、切り取りによっ
て6つのセグメント64に分割されている。それぞれの
セグメント64に、円筒形部分61と円錐形部分63と
の間の移行部において、半径方向に内側に突出している
突起65が成形されている。それぞれの突起65の下側
において、ストッパノーズ66が成形されている。それ
は円筒形の部分62の高さの一部にわたってのみ下方に
延在しておりかつほんの僅かだけ半径方向に内方向に突
出している。円錐形の部分63と比較的幅広の円筒形部
分61との間の移行部に、肩状部67が形成されてい
る。比較的幅広の円筒形部分61の壁に、互いに直径を
はさんで相対向している2つの箇所において切り取りに
よってそれぞれ弾性の係止部材68が形成されている。
その自由端は僅かに内側に突出しておりかつ肩状部67
から、プリント配線板54の厚みに相応する間隔をおか
れている。比較的幅広の円筒形部分61の周囲に成形さ
れているリブ69が変換器ケーシング52における対応
する溝に係合し、これにより組み立て用ケース60は変
換器ケーシング52において回転しないように確保され
ている。
4の組み込み並びにこれらの部品の鋳込みを容易にする
ために、組み立て用ケース60が設けられている。これ
は図6,図7および図8に一層詳細に図示されている。
組み立て用ケース60は合成樹脂から成る成形体であっ
て、図6に平面図にて、図7には図6の一点鎖線に沿っ
た断面図にて、図8には斜視図にて示されている。組み
立て用ケース60は、比較的幅広の円筒形の部分61
と、比較的小さな直径の比較的狭い円筒形の部分62
と、これら2つの円筒形の部分61および62の間の円
錐形の部分63とを有している。比較的幅広の円筒形の
部分61の外径は壺形状の変換器ケーシング52の内径
に相応し、かつ狭い方の円筒形の部分62の内径は圧電
素子51の直径に相応している。比較的狭い円筒形の部
分62および円錐形の移行部分63は、切り取りによっ
て6つのセグメント64に分割されている。それぞれの
セグメント64に、円筒形部分61と円錐形部分63と
の間の移行部において、半径方向に内側に突出している
突起65が成形されている。それぞれの突起65の下側
において、ストッパノーズ66が成形されている。それ
は円筒形の部分62の高さの一部にわたってのみ下方に
延在しておりかつほんの僅かだけ半径方向に内方向に突
出している。円錐形の部分63と比較的幅広の円筒形部
分61との間の移行部に、肩状部67が形成されてい
る。比較的幅広の円筒形部分61の壁に、互いに直径を
はさんで相対向している2つの箇所において切り取りに
よってそれぞれ弾性の係止部材68が形成されている。
その自由端は僅かに内側に突出しておりかつ肩状部67
から、プリント配線板54の厚みに相応する間隔をおか
れている。比較的幅広の円筒形部分61の周囲に成形さ
れているリブ69が変換器ケーシング52における対応
する溝に係合し、これにより組み立て用ケース60は変
換器ケーシング52において回転しないように確保され
ている。
【0028】組み立て用ケース60の上述の構成によっ
て、超音波変換器50の構成部品を変換器ケーシング5
2の内側に簡単、迅速かつ正確に組み立てることが可能
になる。圧電素子51およびその上に載着されている、
孤立気孔のフォームプラスチックから成るディスク56
は、下方から、圧電素子51がストッパノーズ66の端
部に突き当たるまで、比較的狭い円筒形の部分62に挿
入される。これにより、圧電素子51の半径方向および
軸線方向の位置は組み立て用ケース60において正確に
固定されている。フォームプラスチックディスク56の
直径は圧電素子51の直径より僅かに小さくかつ2つの
互いに直径をはさんで相対向しているストッパノーズ6
6間の間隔に相応し、かつフォームプラスチックディス
ク56の厚みはストッパノーズ66の高さに相応してい
る。これにより突起65は、圧電素子51が組み立て用
ケース60内の突き当たりまで挿入されたとき、フォー
ムプラスチックディスク56の上側に載置され、かつス
トッパノーズ66はフォームプラスチックディスク56
の周囲に位置する。これにより、フォームプラスチック
ディスク56の、組み立て用ケース60における半径方
向および軸線方向の位置は正確に固定され、かつフォー
ムプラスチックディスク56は、突起65によって、圧
電素子51の上面に緊密に当接されて保持される。
て、超音波変換器50の構成部品を変換器ケーシング5
2の内側に簡単、迅速かつ正確に組み立てることが可能
になる。圧電素子51およびその上に載着されている、
孤立気孔のフォームプラスチックから成るディスク56
は、下方から、圧電素子51がストッパノーズ66の端
部に突き当たるまで、比較的狭い円筒形の部分62に挿
入される。これにより、圧電素子51の半径方向および
軸線方向の位置は組み立て用ケース60において正確に
固定されている。フォームプラスチックディスク56の
直径は圧電素子51の直径より僅かに小さくかつ2つの
互いに直径をはさんで相対向しているストッパノーズ6
6間の間隔に相応し、かつフォームプラスチックディス
ク56の厚みはストッパノーズ66の高さに相応してい
る。これにより突起65は、圧電素子51が組み立て用
ケース60内の突き当たりまで挿入されたとき、フォー
ムプラスチックディスク56の上側に載置され、かつス
トッパノーズ66はフォームプラスチックディスク56
の周囲に位置する。これにより、フォームプラスチック
ディスク56の、組み立て用ケース60における半径方
向および軸線方向の位置は正確に固定され、かつフォー
ムプラスチックディスク56は、突起65によって、圧
電素子51の上面に緊密に当接されて保持される。
【0029】プリント配線板54は、組み立て用ケース
60の比較的幅広の円筒形の部分61の内径に相応する
直径を有する円板である。プリント配線板は、それが肩
状部67に当接するまで、上方から比較的幅広の円筒形
の部分61に挿入される。挿入の間、係止部材68がプ
リント配線板54の周縁によって、プリント配線板54
の周縁が係止部材68の端部を通り過ぎるまで、外方向
に押圧される。それから、係止部材68がその弾性に基
づいて、再び内方向に突出し、その結果それらは、プリ
ント配線板54を把持しかつそれを肩状部67に固定す
る。これにより、プリント配線板54も、組み立て用ケ
ース60において半径方向および軸線方向において固定
されている。そこで、組み立て用ケース60は、壺形状
の変換器ケーシング52に組み込むための準備状態にな
る。このために、まず、熱硬化性接着剤の一滴が変換器
ケーシング52の底部53に被着され、かつ引き続い
て、組み立て用ケース60は変換器ケーシング52内
に、圧電素子51が底部53に接触するまで、挿入され
る。その際接着剤は、圧電素子51および底部53の互
いに向き合っている面間の薄い層に分配される。それか
ら、接着剤は加熱によって硬化され、その際組み立て用
ケース60は、規定の接着剤層が得られるように、重み
が負荷される。この接着剤層によって、圧電素子51
と、底部53によって形成される、超音波変換器50の
振動板との間の接触が保証され、しかもこれら部品間の
空気層の形成が妨げられる。
60の比較的幅広の円筒形の部分61の内径に相応する
直径を有する円板である。プリント配線板は、それが肩
状部67に当接するまで、上方から比較的幅広の円筒形
の部分61に挿入される。挿入の間、係止部材68がプ
リント配線板54の周縁によって、プリント配線板54
の周縁が係止部材68の端部を通り過ぎるまで、外方向
に押圧される。それから、係止部材68がその弾性に基
づいて、再び内方向に突出し、その結果それらは、プリ
ント配線板54を把持しかつそれを肩状部67に固定す
る。これにより、プリント配線板54も、組み立て用ケ
ース60において半径方向および軸線方向において固定
されている。そこで、組み立て用ケース60は、壺形状
の変換器ケーシング52に組み込むための準備状態にな
る。このために、まず、熱硬化性接着剤の一滴が変換器
ケーシング52の底部53に被着され、かつ引き続い
て、組み立て用ケース60は変換器ケーシング52内
に、圧電素子51が底部53に接触するまで、挿入され
る。その際接着剤は、圧電素子51および底部53の互
いに向き合っている面間の薄い層に分配される。それか
ら、接着剤は加熱によって硬化され、その際組み立て用
ケース60は、規定の接着剤層が得られるように、重み
が負荷される。この接着剤層によって、圧電素子51
と、底部53によって形成される、超音波変換器50の
振動板との間の接触が保証され、しかもこれら部品間の
空気層の形成が妨げられる。
【0030】それから上方から注封材料55が組み立て
用ケース60に注入される。この注封材料は、このため
に設けられている、プリント配線板54中の開口を介し
て、プリント配線板54とフォームプラスチックディス
ク56との間の中間室にも流れる。フォームプラスチッ
クディスク56により、注封材料55が圧電素子51の
上面に接触することが妨げられる。フォームプラスチッ
クディスク56の縁を圧電素子51の上面に押圧する突
起65は、フォームプラスチックディスク56と圧電素
子51との間に注封材料55が入り込むのを妨げる。
用ケース60に注入される。この注封材料は、このため
に設けられている、プリント配線板54中の開口を介し
て、プリント配線板54とフォームプラスチックディス
ク56との間の中間室にも流れる。フォームプラスチッ
クディスク56により、注封材料55が圧電素子51の
上面に接触することが妨げられる。フォームプラスチッ
クディスク56の縁を圧電素子51の上面に押圧する突
起65は、フォームプラスチックディスク56と圧電素
子51との間に注封材料55が入り込むのを妨げる。
【0031】壺形状の変換器ケーシング52をセンサケ
ーシング22内に組み込むために、フランジ71を有す
る保持部材70が用いられる。フランジには、案内スリ
ーブ72が成形されている。変換器ケーシング52が、
該変換器ケーシング52の外径に相応する内径を有する
案内スリーブ72に挿入され、その結果変換器ケーシン
グ52は案内スリーブ72にスライド可能に支承された
状態になる。変換器ケーシング52における鍔部57
が、変換器ケーシング52が案内スリーブ72から抜け
出すことを妨げる。変換器ケーシング52の開いた端部
に、ばね受け部73が挿入される。ばね受け部73は、
変換器ケーシング52の端部に支持される鍔部74を有
している。ばね受け部73は、螺旋圧縮ばね5の一方の
端部を受容している。フランジ71の縁部の周りに環状
に、鍔部76が延在している。この鍔部の内径は、横壁
45に成形されている支持体管77の外径に相応する。
ーシング22内に組み込むために、フランジ71を有す
る保持部材70が用いられる。フランジには、案内スリ
ーブ72が成形されている。変換器ケーシング52が、
該変換器ケーシング52の外径に相応する内径を有する
案内スリーブ72に挿入され、その結果変換器ケーシン
グ52は案内スリーブ72にスライド可能に支承された
状態になる。変換器ケーシング52における鍔部57
が、変換器ケーシング52が案内スリーブ72から抜け
出すことを妨げる。変換器ケーシング52の開いた端部
に、ばね受け部73が挿入される。ばね受け部73は、
変換器ケーシング52の端部に支持される鍔部74を有
している。ばね受け部73は、螺旋圧縮ばね5の一方の
端部を受容している。フランジ71の縁部の周りに環状
に、鍔部76が延在している。この鍔部の内径は、横壁
45に成形されている支持体管77の外径に相応する。
【0032】保持部材70を支持体管77に取り付ける
前に、プリント配線板54にはんだ付けされておりかつ
超音波変換器50を励振および評価電子回路16に接続
するために定められている接続線路78が、横壁45か
ら反対側の方向に突出している管部材79を介して案内
される。フランジ71に、パッキンリング80が載着さ
れる。パッキンリングには、リング状のカフ81の外縁
部が固定されている。カフの内縁部は、変換器ケーシン
グ52の周りにおかれた弾性リング82に接続されてい
る。それから鍔部76が支持体管77を介して押し込め
られ、かつフランジ71が、支持体管77の厚くなった
壁部分にねじ込まれかつそのうち1つが図4に見えてい
るねじ83を用いて支持体管77に固定される。ばね7
5は、それがばね受け部73と横壁45との間に、保持
部材70が支持体管77に固定されているときに、所望
のバイアス力を得るように圧縮されているように、選定
されている。
前に、プリント配線板54にはんだ付けされておりかつ
超音波変換器50を励振および評価電子回路16に接続
するために定められている接続線路78が、横壁45か
ら反対側の方向に突出している管部材79を介して案内
される。フランジ71に、パッキンリング80が載着さ
れる。パッキンリングには、リング状のカフ81の外縁
部が固定されている。カフの内縁部は、変換器ケーシン
グ52の周りにおかれた弾性リング82に接続されてい
る。それから鍔部76が支持体管77を介して押し込め
られ、かつフランジ71が、支持体管77の厚くなった
壁部分にねじ込まれかつそのうち1つが図4に見えてい
るねじ83を用いて支持体管77に固定される。ばね7
5は、それがばね受け部73と横壁45との間に、保持
部材70が支持体管77に固定されているときに、所望
のバイアス力を得るように圧縮されているように、選定
されている。
【0033】引き続いて、接続線路78を、プリント配
線板48に設けられている接続箇所にはんだ付けするこ
とができ、かつ外側の部屋46は、ほぼ管部材79の高
さまで注封材料を充填することができる。管部材79
は、注封材料が内側の部屋427に流れることを妨げ
る。
線板48に設けられている接続箇所にはんだ付けするこ
とができ、かつ外側の部屋46は、ほぼ管部材79の高
さまで注封材料を充填することができる。管部材79
は、注封材料が内側の部屋427に流れることを妨げ
る。
【0034】これによりセンサブロック20は作動準備
状態に組み立てられ、かつそれをアダプタ部21に固定
することができる。このために案内スリーブ72がアダ
プタ部21のプレート30の開口を介して装着され、そ
の結果変換器ケーシング73の底部、したがって超音波
変換器50の振動板53が容器壁12の外側に当て付け
られる。センサブロック20が更に、アダプタ部21の
方向に移動されるとき、変換器ケーシング52は容器壁
12によって固定され、その結果それは案内スリーブ7
2に押し込められて、これによりばね75は一層圧縮さ
れる。最後にセンサブロック20がねじ23を用いてア
ダプタ部21に固定されているとき、振動板23は、ば
ね75によって決められている押圧値によって容器壁1
2に押圧される。
状態に組み立てられ、かつそれをアダプタ部21に固定
することができる。このために案内スリーブ72がアダ
プタ部21のプレート30の開口を介して装着され、そ
の結果変換器ケーシング73の底部、したがって超音波
変換器50の振動板53が容器壁12の外側に当て付け
られる。センサブロック20が更に、アダプタ部21の
方向に移動されるとき、変換器ケーシング52は容器壁
12によって固定され、その結果それは案内スリーブ7
2に押し込められて、これによりばね75は一層圧縮さ
れる。最後にセンサブロック20がねじ23を用いてア
ダプタ部21に固定されているとき、振動板23は、ば
ね75によって決められている押圧値によって容器壁1
2に押圧される。
【0035】図3および図4の比較から、センサ13を
平らな容器壁12に取り付けた際に(図3)超音波変換
器50は、湾曲している容器壁の場合(図4)よりも案
内スリーブ72から大きく突出していることが分かる
が、いずれの場合も、振動板53の、容器壁12への当
接はばね75によって決められる押圧力によって保証さ
れている。
平らな容器壁12に取り付けた際に(図3)超音波変換
器50は、湾曲している容器壁の場合(図4)よりも案
内スリーブ72から大きく突出していることが分かる
が、いずれの場合も、振動板53の、容器壁12への当
接はばね75によって決められる押圧力によって保証さ
れている。
【0036】超音波センサの申し分ない機能および良好
な効率の実現のために、一方における圧電素子51と振
動板53との間、および他方における振動板53と容器
壁12との間の良好な音響結合が生じていることが重要
である。殊に、これらの部品の間に、空気層が存在する
ことは許されない。その理由は、それが、圧電素子51
から容器壁12およびその逆の経路において音響インピ
ーダンスの著しい上昇を来すことがあるからである。図
9および図10に基づいて、良好な音響結合を得ること
ができる、振動板53の有利な実施例について説明す
る。
な効率の実現のために、一方における圧電素子51と振
動板53との間、および他方における振動板53と容器
壁12との間の良好な音響結合が生じていることが重要
である。殊に、これらの部品の間に、空気層が存在する
ことは許されない。その理由は、それが、圧電素子51
から容器壁12およびその逆の経路において音響インピ
ーダンスの著しい上昇を来すことがあるからである。図
9および図10に基づいて、良好な音響結合を得ること
ができる、振動板53の有利な実施例について説明す
る。
【0037】図9における変換器ケーシングの断面図か
ら、振動板53の内側に、周囲にリング状に延在してい
る窪み85が成形されており、この窪みが、圧電素子5
1が載着される能動振動板領域86を取り囲んでいるこ
とが分かる。既に前に説明したように、圧電素子51と
能動振動板領域86との間に空気層が生じるのを回避す
るために、組み立て用ケース60を壺形状の変換器ケー
シング52に挿入する前に、圧電素子51の空いている
面に、接着剤が塗布される。それは、組み立て用ケース
60が能動振動板領域に装着された際に圧電素子51が
圧着されるとき、これら2つの部品の互いに向き合って
いる面の間に分配される。リング状の窪み85は、圧電
素子51と能動振動板領域86との間の中間室から溢れ
出る余分な接着剤を受け取るために用いられる。有利に
は、熱硬化性の接着剤が使用される。というのは、それ
が、比較的高い作動温度においてもその特性を失わない
からである。
ら、振動板53の内側に、周囲にリング状に延在してい
る窪み85が成形されており、この窪みが、圧電素子5
1が載着される能動振動板領域86を取り囲んでいるこ
とが分かる。既に前に説明したように、圧電素子51と
能動振動板領域86との間に空気層が生じるのを回避す
るために、組み立て用ケース60を壺形状の変換器ケー
シング52に挿入する前に、圧電素子51の空いている
面に、接着剤が塗布される。それは、組み立て用ケース
60が能動振動板領域に装着された際に圧電素子51が
圧着されるとき、これら2つの部品の互いに向き合って
いる面の間に分配される。リング状の窪み85は、圧電
素子51と能動振動板領域86との間の中間室から溢れ
出る余分な接着剤を受け取るために用いられる。有利に
は、熱硬化性の接着剤が使用される。というのは、それ
が、比較的高い作動温度においてもその特性を失わない
からである。
【0038】振動板53の外側に、突起87の列が成形
されている。この列は、能動振動板領域86の周囲にほ
ぼ一致する円リングにおいて配置されている(図1
0)。突起87は図示の実施例では円形のネップの形状
を有している。突起87のリングの外側に存在する、振
動板53の領域88は、リングの内側に存在する振動板
面89に対して多少窪んでいる。図9において、振動板
53の内側に窪み90が見えている。それは、接続導体
を振動板上に載着される、圧電素子51の電極に接続す
るはんだ付け箇所を収容するために用いられる。この窪
みに、振動板53の外側において、相応に拡張されてい
る突出部91が対向している。
されている。この列は、能動振動板領域86の周囲にほ
ぼ一致する円リングにおいて配置されている(図1
0)。突起87は図示の実施例では円形のネップの形状
を有している。突起87のリングの外側に存在する、振
動板53の領域88は、リングの内側に存在する振動板
面89に対して多少窪んでいる。図9において、振動板
53の内側に窪み90が見えている。それは、接続導体
を振動板上に載着される、圧電素子51の電極に接続す
るはんだ付け箇所を収容するために用いられる。この窪
みに、振動板53の外側において、相応に拡張されてい
る突出部91が対向している。
【0039】センサ13を容器壁12に組み立てる際
に、すなわち既述の実施例において、センサブロック2
0をアダプタ部21に組み付ける際に、振動板53と容
器壁12との間の空気層の形成を妨げかつ振動板53と
容器壁12との間の良好な音響結合を実現する材料から
成る結合層が挿入される。容器壁12に直接接触する突
起87が、結合層の厚さを決定する。
に、すなわち既述の実施例において、センサブロック2
0をアダプタ部21に組み付ける際に、振動板53と容
器壁12との間の空気層の形成を妨げかつ振動板53と
容器壁12との間の良好な音響結合を実現する材料から
成る結合層が挿入される。容器壁12に直接接触する突
起87が、結合層の厚さを決定する。
【0040】結合層に対する材料として、たとえば、W
acker SilGel 612という名称で市販さ
れている周知のシリコーンゲルが適している。この場合
それは、2成分の混合後、付加網状化によって1つの非
常に柔らかい、ゲル状の硫化物に凝固する2成分シリコ
ーンゴムである。この材料は2つの成分の混合後、最
初、非常に希溶液状である。このことは、振動板53が
容器壁12に装着される前に、それが振動板面89に塗
布されるとき、それが早期に流れ出すおそれがあるの
で、不都合である。それ故にシリコーンゲルは有利に
は、たとえば50重量%の割合のガラスファイバの添加
によって強化される。ガラスファイバは、30μmの直
径および400μmの長さを有することができる。ガラ
スファイバによって、シリコーンゲルの粘度が高めら
れ、これにより早期の流出が回避される。付加的に、結
合層の音響インピーダンスを高める作用もする。その理
由は、それが、合成樹脂振動板53の音響インピーダン
スに近付くからである。
acker SilGel 612という名称で市販さ
れている周知のシリコーンゲルが適している。この場合
それは、2成分の混合後、付加網状化によって1つの非
常に柔らかい、ゲル状の硫化物に凝固する2成分シリコ
ーンゴムである。この材料は2つの成分の混合後、最
初、非常に希溶液状である。このことは、振動板53が
容器壁12に装着される前に、それが振動板面89に塗
布されるとき、それが早期に流れ出すおそれがあるの
で、不都合である。それ故にシリコーンゲルは有利に
は、たとえば50重量%の割合のガラスファイバの添加
によって強化される。ガラスファイバは、30μmの直
径および400μmの長さを有することができる。ガラ
スファイバによって、シリコーンゲルの粘度が高めら
れ、これにより早期の流出が回避される。付加的に、結
合層の音響インピーダンスを高める作用もする。その理
由は、それが、合成樹脂振動板53の音響インピーダン
スに近付くからである。
【0041】振動板53を平らな容器壁12に装着する
際に、結合層の過剰な材料を、突起87間の中間室を介
して押し出すことができる。この理由から、閉リングを
結合層の厚さを決定するためのスペーサホルダとして設
けることは効果的ではない。
際に、結合層の過剰な材料を、突起87間の中間室を介
して押し出すことができる。この理由から、閉リングを
結合層の厚さを決定するためのスペーサホルダとして設
けることは効果的ではない。
【0042】振動板53が円筒形の容器壁12に載着さ
れるとき、実質的に容器の母線に沿ってのみ、突起87
と容器壁12との間の接触が生じる。超音波センサの機
能のために、この接触ラインに沿った状態のみが重要で
ある。というのは、この場合も、突起87がこの接触ラ
インに沿った結合層の厚さを決定するからである。
れるとき、実質的に容器の母線に沿ってのみ、突起87
と容器壁12との間の接触が生じる。超音波センサの機
能のために、この接触ラインに沿った状態のみが重要で
ある。というのは、この場合も、突起87がこの接触ラ
インに沿った結合層の厚さを決定するからである。
【0043】結合層によって得られる、振動板53と容
器壁12との間の良好な結合のために、振動板が合成樹
脂から形成されていることが重要である。というのは、
合成樹脂振動板の音響インピーダンスと結合層の音響イ
ンピーダンスとは同じオーダにあり、その結果大きなイ
ンピーダンス変化が生じないからである。これにより、
比較的厚い結合層の使用が可能である。結合層が厚けれ
ば厚い程、センサの熱的および機械的な安定性は一層良
好である。上方に向かって、結合層の厚さは、その厚み
共振が使用の超音波周波数より上方にあるべきであると
いうことによって制限されている。上述したグラスファ
イバ強化されたシリコーンゲルを使用した場合、結合層
の厚さ、ひいては突起の高さは約0.2mmを有するこ
とができる。
器壁12との間の良好な結合のために、振動板が合成樹
脂から形成されていることが重要である。というのは、
合成樹脂振動板の音響インピーダンスと結合層の音響イ
ンピーダンスとは同じオーダにあり、その結果大きなイ
ンピーダンス変化が生じないからである。これにより、
比較的厚い結合層の使用が可能である。結合層が厚けれ
ば厚い程、センサの熱的および機械的な安定性は一層良
好である。上方に向かって、結合層の厚さは、その厚み
共振が使用の超音波周波数より上方にあるべきであると
いうことによって制限されている。上述したグラスファ
イバ強化されたシリコーンゲルを使用した場合、結合層
の厚さ、ひいては突起の高さは約0.2mmを有するこ
とができる。
【0044】振動板53は変換器ケーシング52の部分
であるので、変換器ケーシング52全体は、振動板53
に適している合成樹脂から形成しなければならない。振
動板の材料に対する主要な要求は、ダイナミックなガラ
ス移行、すなわち合成樹脂が、晶質相からアモルファス
相に移行する温度は、生じ得る最高の作動温度より上方
にあるべきであるということである。ポリエーテルエー
テルキトン(PEEK)が特別良好に適していることが
分かっている。
であるので、変換器ケーシング52全体は、振動板53
に適している合成樹脂から形成しなければならない。振
動板の材料に対する主要な要求は、ダイナミックなガラ
ス移行、すなわち合成樹脂が、晶質相からアモルファス
相に移行する温度は、生じ得る最高の作動温度より上方
にあるべきであるということである。ポリエーテルエー
テルキトン(PEEK)が特別良好に適していることが
分かっている。
【0045】図11には励起および評価電子装置14の
ブロック簡略図が示されている。超音波変換器50は1
つの回路ブロックとしてシンボリックに描かれている。
ブロック簡略図が示されている。超音波変換器50は1
つの回路ブロックとしてシンボリックに描かれている。
【0046】制御回路100により種々の回路コンポー
ネントのあらゆる機能が制御される。この制御回路には
周波数合成回路102が属しており、この回路により超
音波変換器50の発する超音波信号がもつことになる周
波数の交流電圧が形成される。この周波数は、制御回路
100から周波数合成回路102の制御入力側へ印加さ
れる制御信号により決定される。
ネントのあらゆる機能が制御される。この制御回路には
周波数合成回路102が属しており、この回路により超
音波変換器50の発する超音波信号がもつことになる周
波数の交流電圧が形成される。この周波数は、制御回路
100から周波数合成回路102の制御入力側へ印加さ
れる制御信号により決定される。
【0047】周波数合成回路102の出力側は送信パル
スゲート104の信号入力側と接続されており、このゲ
ートはその制御入力側で、超音波変換器50が超音波パ
ルスを発生すべきたびごとに制御回路100から開放パ
ルスを受信する。この開放パルスにより送信パルスゲー
ト104が開かれ、その結果、周波数合成回路102に
より形成された交流電圧が開放パルスの期間にわたり超
音波変換器50へ印加される。
スゲート104の信号入力側と接続されており、このゲ
ートはその制御入力側で、超音波変換器50が超音波パ
ルスを発生すべきたびごとに制御回路100から開放パ
ルスを受信する。この開放パルスにより送信パルスゲー
ト104が開かれ、その結果、周波数合成回路102に
より形成された交流電圧が開放パルスの期間にわたり超
音波変換器50へ印加される。
【0048】受信側で超音波変換器50の端子は包絡線
変換器110の入力側と接続されており、包絡線変換器
110は高域通過フィルタ112、増幅器114、整流
器116および低域通過フィルタ118から成る従属接
続体を有している。高域通過フィルタ112は、超音波
変換器50の下方の動作周波数よりも大きい周波数のみ
を通過させる。増幅器114は、問題なく整流を行わせ
るため高域通過フィルタ112の出力信号を増幅する。
そして整流器116およびそれに後置接続された低域通
過フィルタ118により、超音波変換器50から供給さ
れた交流電圧信号の包絡線信号が形成される。
変換器110の入力側と接続されており、包絡線変換器
110は高域通過フィルタ112、増幅器114、整流
器116および低域通過フィルタ118から成る従属接
続体を有している。高域通過フィルタ112は、超音波
変換器50の下方の動作周波数よりも大きい周波数のみ
を通過させる。増幅器114は、問題なく整流を行わせ
るため高域通過フィルタ112の出力信号を増幅する。
そして整流器116およびそれに後置接続された低域通
過フィルタ118により、超音波変換器50から供給さ
れた交流電圧信号の包絡線信号が形成される。
【0049】図11による励起および評価回路の主要な
特徴は以下の点にある。すなわち、周波数合成回路10
2の発生した送信周波数(これにより超音波変換器50
が励振される)が、超音波センサ13の取り付けられて
いる容器壁12の厚み共振周波数と精確に等しくなるこ
とである。この厚み共振周波数を厚み共振の基本周波数
とすることもできるし、あるいはその基本周波数が過度
に低くなってしまうような厚い容器壁であれば、共振の
2次のものとすることができる。図12および図13の
ダイアグラムには、この条件のもとで包絡線発生器11
0の出力側で得られる包絡線信号が示されている。図1
2には、容器10における充填レベルが超音波センサに
より監視すべき充填レベルよりも上にある状況したがっ
て測定個所すなわち超音波センサの取り付けられている
容器壁12の個所が液体11で覆われている状況での包
絡線信号Hが時間tの関数として示されている。このこ
とは図1のセンサ15の状態に対応する。さらに図13
には、容器10における充填レベルが超音波センサによ
り監視すべき充填レベルよりも下にある状況したがって
測定個所が液体11により覆われていない状況での包絡
線信号Hが時間tの関数として示されている。このこと
は図1中のセンサ11の状態に対応する。
特徴は以下の点にある。すなわち、周波数合成回路10
2の発生した送信周波数(これにより超音波変換器50
が励振される)が、超音波センサ13の取り付けられて
いる容器壁12の厚み共振周波数と精確に等しくなるこ
とである。この厚み共振周波数を厚み共振の基本周波数
とすることもできるし、あるいはその基本周波数が過度
に低くなってしまうような厚い容器壁であれば、共振の
2次のものとすることができる。図12および図13の
ダイアグラムには、この条件のもとで包絡線発生器11
0の出力側で得られる包絡線信号が示されている。図1
2には、容器10における充填レベルが超音波センサに
より監視すべき充填レベルよりも上にある状況したがっ
て測定個所すなわち超音波センサの取り付けられている
容器壁12の個所が液体11で覆われている状況での包
絡線信号Hが時間tの関数として示されている。このこ
とは図1のセンサ15の状態に対応する。さらに図13
には、容器10における充填レベルが超音波センサによ
り監視すべき充填レベルよりも下にある状況したがって
測定個所が液体11により覆われていない状況での包絡
線信号Hが時間tの関数として示されている。このこと
は図1中のセンサ11の状態に対応する。
【0050】図12には、時点t0で始まり時点t1で
終了する送信パルスSが示されている。超音波変換器5
0により超音波振動の伝達される位置において、容器壁
12が送信パルス12により励振されて固有共振周波数
を有する厚み振動が生じ、これは破線で示されているよ
うに徐々に形成される。送信パルスは、送信パルス終了
よりも前に厚み振動が定常的な最終状態に達するような
長さにすべきである。厚み振動は時点t1における送信
パルス終了によりただちに終了するのではなく、容器壁
の事後振動により徐々に減衰していく。このことで包絡
線信号Hには、送信パルスSの終了に続いて容器壁12
の事後振動の包絡線Nが含まれている。しかしながら、
容器壁12の振動個所はそこを覆う液体により抑えられ
るので減衰は比較的迅速に行われ、したがって時点t1
後比較的すぐのところに位置する時点t2では事後振動
はほとんど終了しており、時点t2よりも後には事後振
動に起因する包絡線信号はもはや実質的に存在しない。
終了する送信パルスSが示されている。超音波変換器5
0により超音波振動の伝達される位置において、容器壁
12が送信パルス12により励振されて固有共振周波数
を有する厚み振動が生じ、これは破線で示されているよ
うに徐々に形成される。送信パルスは、送信パルス終了
よりも前に厚み振動が定常的な最終状態に達するような
長さにすべきである。厚み振動は時点t1における送信
パルス終了によりただちに終了するのではなく、容器壁
の事後振動により徐々に減衰していく。このことで包絡
線信号Hには、送信パルスSの終了に続いて容器壁12
の事後振動の包絡線Nが含まれている。しかしながら、
容器壁12の振動個所はそこを覆う液体により抑えられ
るので減衰は比較的迅速に行われ、したがって時点t1
後比較的すぐのところに位置する時点t2では事後振動
はほとんど終了しており、時点t2よりも後には事後振
動に起因する包絡線信号はもはや実質的に存在しない。
【0051】厚み共振で振動中の容器壁は容器の内側へ
超音波も照射する。振動中の測定個所は液体で覆われて
いるので超音波は液体中を伝播し、その結果、超音波は
対向する容器壁まで到達し、そこで反射する。反射した
超音波は超音波センサの取り付けられている個所までエ
コー信号として戻り、容器壁を介して超音波変換器50
へ伝達されて超音波変換器はそれを電気信号に変換し、
その信号は包絡線発生器110の入力側へ達する。した
がって包絡線発生器110から送出された包絡線信号に
は、対向する容器壁で反射したエコー信号の包絡線Eが
時点t5において現れる。この場合、送信周波数が容器
壁の厚み共振周波数と一致しているときに、このエコー
信号が最適な値で得られることが判明した。
超音波も照射する。振動中の測定個所は液体で覆われて
いるので超音波は液体中を伝播し、その結果、超音波は
対向する容器壁まで到達し、そこで反射する。反射した
超音波は超音波センサの取り付けられている個所までエ
コー信号として戻り、容器壁を介して超音波変換器50
へ伝達されて超音波変換器はそれを電気信号に変換し、
その信号は包絡線発生器110の入力側へ達する。した
がって包絡線発生器110から送出された包絡線信号に
は、対向する容器壁で反射したエコー信号の包絡線Eが
時点t5において現れる。この場合、送信周波数が容器
壁の厚み共振周波数と一致しているときに、このエコー
信号が最適な値で得られることが判明した。
【0052】図13にも、時点t0ではじまり時点t1
で終了する送信パルスSならびに容器壁12における事
後振動の包絡線Nが示されている。容器壁12における
振動中の測定個所は液体で覆われていないので、この場
合の事後振動は図12の場合の事後振動よりも僅かな強
さでしか抑圧されず、その結果、この場合には容器壁に
おける厚み共振振動はいっそうゆっくりと減衰する。し
たがって事後振動の包絡線Nは、測定個所が覆われてい
るときには実質的に消滅している時点t2でも依然とし
てかなりの大きさを有している。
で終了する送信パルスSならびに容器壁12における事
後振動の包絡線Nが示されている。容器壁12における
振動中の測定個所は液体で覆われていないので、この場
合の事後振動は図12の場合の事後振動よりも僅かな強
さでしか抑圧されず、その結果、この場合には容器壁に
おける厚み共振振動はいっそうゆっくりと減衰する。し
たがって事後振動の包絡線Nは、測定個所が覆われてい
るときには実質的に消滅している時点t2でも依然とし
てかなりの大きさを有している。
【0053】これに対し図13の包絡線信号H中には時
点t5においてエコー信号Eが現れていない。このこと
は第1に、容器壁と空気の音響インピーダンスの差が大
きいため空気中への超音波の照射が著しく小さいことに
起因している。それにもかかわらず弱いエコーを検出し
ようとするならば、液体と空気の音響インピーダンスの
差が大きいことに起因してエコーは時点t5よりもかな
り後になって現れることになる。
点t5においてエコー信号Eが現れていない。このこと
は第1に、容器壁と空気の音響インピーダンスの差が大
きいため空気中への超音波の照射が著しく小さいことに
起因している。それにもかかわらず弱いエコーを検出し
ようとするならば、液体と空気の音響インピーダンスの
差が大きいことに起因してエコーは時点t5よりもかな
り後になって現れることになる。
【0054】図12および図13を参照しながら説明し
た現象は、容器12の測定個所が液体で覆われているか
否かを判定する目的で、図11の励振および評価回路に
おいて評価される。
た現象は、容器12の測定個所が液体で覆われているか
否かを判定する目的で、図11の励振および評価回路に
おいて評価される。
【0055】この目的で、包絡線発生器110から供給
される包絡線信号Hは積分器120とピーク値検出器1
22へ並列に導かれる。積分器120は制御回路100
から供給される制御信号により制御されて、送信パルス
Sが送信されるたびに包絡線信号Hが時点t2とt3の
間の時間窓F1中に積分される。ピーク値検出器122
は制御回路100から供給される制御信号により制御さ
れて、エコー信号Eのの現れる時点t5を含む時点t4
とt6の間の時間窓F2中に包絡線信号Hのピーク値を
検出する。
される包絡線信号Hは積分器120とピーク値検出器1
22へ並列に導かれる。積分器120は制御回路100
から供給される制御信号により制御されて、送信パルス
Sが送信されるたびに包絡線信号Hが時点t2とt3の
間の時間窓F1中に積分される。ピーク値検出器122
は制御回路100から供給される制御信号により制御さ
れて、エコー信号Eのの現れる時点t5を含む時点t4
とt6の間の時間窓F2中に包絡線信号Hのピーク値を
検出する。
【0056】時間窓F1中の包絡線信号Hの積分によ
り、時点t2後のある時点で包絡線信号Hを単にサンプ
リングするよりも、時点t2後に事後振動が存在してい
るか否かを求める際の信頼性が高まる。図12と図13
の比較によりわかるのは、たとえ図12で時間窓F1中
に散発的な障害が生じたとしても、図13の場合におけ
る時間窓F1中の包絡線信号Hの積分値は図12の場合
よりも著しく大きいことである。積分器120は、積分
値を表すアナログ信号Iを出力側から送出する。
り、時点t2後のある時点で包絡線信号Hを単にサンプ
リングするよりも、時点t2後に事後振動が存在してい
るか否かを求める際の信頼性が高まる。図12と図13
の比較によりわかるのは、たとえ図12で時間窓F1中
に散発的な障害が生じたとしても、図13の場合におけ
る時間窓F1中の包絡線信号Hの積分値は図12の場合
よりも著しく大きいことである。積分器120は、積分
値を表すアナログ信号Iを出力側から送出する。
【0057】時間窓F2の必要とされる理由は、液体中
の音響速度がそれぞれ異なることでエコー信号Eの時点
t5の変化する可能性があるからである。同じ液体であ
っても、温度変化に起因して音響速度の変化する可能性
がある。さらに、容器に別の液体が満たされれば種々の
音響速度が生じることになる。この場合、時間窓F
2は、起こり得るあらゆる条件のもとでエコー信号がそ
の時間窓中に生じるように選定される。ピーク値検出器
122は、時間窓F2中に検出された包絡線信号Hのピ
ーク値を表すアナログ信号Pを出力側から送出する。
の音響速度がそれぞれ異なることでエコー信号Eの時点
t5の変化する可能性があるからである。同じ液体であ
っても、温度変化に起因して音響速度の変化する可能性
がある。さらに、容器に別の液体が満たされれば種々の
音響速度が生じることになる。この場合、時間窓F
2は、起こり得るあらゆる条件のもとでエコー信号がそ
の時間窓中に生じるように選定される。ピーク値検出器
122は、時間窓F2中に検出された包絡線信号Hのピ
ーク値を表すアナログ信号Pを出力側から送出する。
【0058】積分器120の出力側は、スイッチ124
を介してアナログ/ディジタル変換器128の入力側と
接続されている。ピーク値検出器122の出力側は、ス
イッチ126を介してやはりアナログ/ディジタル変換
器128の入力側と接続されている。これら両方のスイ
ッチ126および128は、制御回路100から供給さ
れる制御信号により開/閉可能である。アナログ/ディ
ジタル変換器128の出力側はマイクロプロセッサ13
0と接続されている。
を介してアナログ/ディジタル変換器128の入力側と
接続されている。ピーク値検出器122の出力側は、ス
イッチ126を介してやはりアナログ/ディジタル変換
器128の入力側と接続されている。これら両方のスイ
ッチ126および128は、制御回路100から供給さ
れる制御信号により開/閉可能である。アナログ/ディ
ジタル変換器128の出力側はマイクロプロセッサ13
0と接続されている。
【0059】マイクロプロセッサ130において、積分
器120およびピーク値検出器122からのディジタル
化された出力信号が以下の規準に従って評価される: −信号Iが割り当てられた閾値よりも大きい:測定個所
は覆われていない; −信号Iが割り当てられた閾値よりも小さい:測定個所
は覆われている; −信号Pが割り当てられた閾値よりも大きい:測定個所
は覆われている; −信号Pが割り当てられた閾値よりも小さい:測定個所
は覆われていない。
器120およびピーク値検出器122からのディジタル
化された出力信号が以下の規準に従って評価される: −信号Iが割り当てられた閾値よりも大きい:測定個所
は覆われていない; −信号Iが割り当てられた閾値よりも小さい:測定個所
は覆われている; −信号Pが割り当てられた閾値よりも大きい:測定個所
は覆われている; −信号Pが割り当てられた閾値よりも小さい:測定個所
は覆われていない。
【0060】つまり、これら両方の状態”覆われていな
い”と”覆われている”の各々に対し、肯定的な信号値
(”信号あり”)と否定的な信号値(”信号なし”)と
が存在する; −”覆われていない”状態において信号Iが存在してい
るのに対し信号Pは欠けている; −”覆われている”状態において信号Pが存在している
のに対し信号Iは欠けている。
い”と”覆われている”の各々に対し、肯定的な信号値
(”信号あり”)と否定的な信号値(”信号なし”)と
が存在する; −”覆われていない”状態において信号Iが存在してい
るのに対し信号Pは欠けている; −”覆われている”状態において信号Pが存在している
のに対し信号Iは欠けている。
【0061】したがって充填レベルの監視はエラーに対
し高度な信頼性を伴って行われる。これら両方の信号I
とPのうち一方だけが割り当てられた閾値をそれぞれ超
えているかぎり、監視すべき充填レベルが適正に求めら
れていることが確実とされる。両方の信号IとPのいず
れも対応づけられた閾値を超えていないか、あるいは両
方の信号IとPが同時に対応づけられた閾値を超えてい
れば、エラーが生じていると識別できる。
し高度な信頼性を伴って行われる。これら両方の信号I
とPのうち一方だけが割り当てられた閾値をそれぞれ超
えているかぎり、監視すべき充填レベルが適正に求めら
れていることが確実とされる。両方の信号IとPのいず
れも対応づけられた閾値を超えていないか、あるいは両
方の信号IとPが同時に対応づけられた閾値を超えてい
れば、エラーが生じていると識別できる。
【0062】マイクロプロセッサ130は制御回路10
0へ信号評価結果を供給し、制御回路はそれに応じて出
力側100aから、容器内の充填レベルが監視すべきレ
ベルよりも高いか低いかあるいはエラー状態が生じてい
るかを指示する信号を送出する。
0へ信号評価結果を供給し、制御回路はそれに応じて出
力側100aから、容器内の充填レベルが監視すべきレ
ベルよりも高いか低いかあるいはエラー状態が生じてい
るかを指示する信号を送出する。
【0063】先に述べたように、周波数合成回路102
により形成される送信周波数を容器壁12の厚み共振周
波数とできるかぎり精確に一致させる必要がある。この
厚み共振周波数は容器壁の材料と厚さとに依存する。2
mm〜15mmの壁厚を有する金属製またはガラス製の
容器の場合、評価される厚み共振周波数は約0.6MH
z〜2MHzの間にあり、同じ壁厚でプラスチック製容
器の場合には0.3MHz〜0.6MHzの間にある。
また、測定個所が覆われているときの厚み共振周波数と
測定個所が覆われていないときの厚み共振周波数はいく
らか異なる。さらに動作中、厚み共振周波数は殊に温度
に依存して変化する。
により形成される送信周波数を容器壁12の厚み共振周
波数とできるかぎり精確に一致させる必要がある。この
厚み共振周波数は容器壁の材料と厚さとに依存する。2
mm〜15mmの壁厚を有する金属製またはガラス製の
容器の場合、評価される厚み共振周波数は約0.6MH
z〜2MHzの間にあり、同じ壁厚でプラスチック製容
器の場合には0.3MHz〜0.6MHzの間にある。
また、測定個所が覆われているときの厚み共振周波数と
測定個所が覆われていないときの厚み共振周波数はいく
らか異なる。さらに動作中、厚み共振周波数は殊に温度
に依存して変化する。
【0064】これらの理由から測定装置を稼働させる前
に、測定個所が覆われている場合と覆われていない場合
の容器壁の厚み共振周波数が求められて、制御回路10
0内に記憶される。これらの共振周波数は、覆われた状
態での最大ピーク値信号Pないしは覆われていない状態
での最大の積分信号Iに対応する。さらに動作中、所定
の時間間隔で、稼働開始時に求められた周波数を中心と
した所定の範囲内で厚み共振周波数が補正される。積分
測定に利用される周波数を補正するための基準は最大積
分信号Iであり、ピーク値測定に利用される周波数を補
正するための基準は最大ピーク値信号Pである。このよ
うにして求められた周波数値が記憶されていた周波数値
から所定の許容閾値よりも大きく異なっているときに
は、記憶されていた周波数値がそれに応じて補正され
る。
に、測定個所が覆われている場合と覆われていない場合
の容器壁の厚み共振周波数が求められて、制御回路10
0内に記憶される。これらの共振周波数は、覆われた状
態での最大ピーク値信号Pないしは覆われていない状態
での最大の積分信号Iに対応する。さらに動作中、所定
の時間間隔で、稼働開始時に求められた周波数を中心と
した所定の範囲内で厚み共振周波数が補正される。積分
測定に利用される周波数を補正するための基準は最大積
分信号Iであり、ピーク値測定に利用される周波数を補
正するための基準は最大ピーク値信号Pである。このよ
うにして求められた周波数値が記憶されていた周波数値
から所定の許容閾値よりも大きく異なっているときに
は、記憶されていた周波数値がそれに応じて補正され
る。
【0065】測定個所が覆われているときと覆われてい
ないときのそれぞれ異なる厚み共振周波数を考慮するた
めに、記憶されていた一方の厚み共振周波数と他方の厚
み共振周波数を順次連続する送信周期において交互に用
いながら測定を実施するとよい。
ないときのそれぞれ異なる厚み共振周波数を考慮するた
めに、記憶されていた一方の厚み共振周波数と他方の厚
み共振周波数を順次連続する送信周期において交互に用
いながら測定を実施するとよい。
【0066】ある送信周期中、制御回路100により超
音波変換器50は最大積分信号Iを伴う共振周波数に対
応する送信周波数で励振される。同時に制御回路100
によりスイッチ126が開かれ、その結果、ピーク値検
出器122の出力信号Pはこの送信周期中は評価されな
くなる。測定個所が本当に覆われていないならば、ピー
ク値検出器122はこの送信周期中はいずれにせよ有効
な出力信号を供給しないことになる。これに対し測定個
所が覆われているとしたら、ピーク値検出器122の出
力信号は最適なものではない。他方、送信周波数は積分
器120により最適な出力信号が供給されるような値を
有しており、このとき測定個所は実際に覆われている。
音波変換器50は最大積分信号Iを伴う共振周波数に対
応する送信周波数で励振される。同時に制御回路100
によりスイッチ126が開かれ、その結果、ピーク値検
出器122の出力信号Pはこの送信周期中は評価されな
くなる。測定個所が本当に覆われていないならば、ピー
ク値検出器122はこの送信周期中はいずれにせよ有効
な出力信号を供給しないことになる。これに対し測定個
所が覆われているとしたら、ピーク値検出器122の出
力信号は最適なものではない。他方、送信周波数は積分
器120により最適な出力信号が供給されるような値を
有しており、このとき測定個所は実際に覆われている。
【0067】次の送信周期において、制御回路100に
より超音波変換器50は最大ピーク値信号Pを伴う共振
周波数に対応する送信周波数で励振され、さらに制御回
路100によりスイッチ124が開かれる一方、スイッ
チ126は閉じられる。したがってこの送信周期中、積
分器120の出力信号Iは評価されない。測定個所が本
当に覆われているならば、積分器120はこの送信周期
中はいずれにせよ有効な出力信号を供給しない。これに
対し測定個所が覆われていないとしたら、積分器120
の出力信号は最適なものではなく、その理由はこの信号
が適正な厚み共振周波数において検出されたものではな
いからである。他方、送信周波数はこの送信周期中、ピ
ーク値検出器122により最適な出力信号が供給される
ような送信周波数を有しており、このとき測定個所は実
際に覆われている。
より超音波変換器50は最大ピーク値信号Pを伴う共振
周波数に対応する送信周波数で励振され、さらに制御回
路100によりスイッチ124が開かれる一方、スイッ
チ126は閉じられる。したがってこの送信周期中、積
分器120の出力信号Iは評価されない。測定個所が本
当に覆われているならば、積分器120はこの送信周期
中はいずれにせよ有効な出力信号を供給しない。これに
対し測定個所が覆われていないとしたら、積分器120
の出力信号は最適なものではなく、その理由はこの信号
が適正な厚み共振周波数において検出されたものではな
いからである。他方、送信周波数はこの送信周期中、ピ
ーク値検出器122により最適な出力信号が供給される
ような送信周波数を有しており、このとき測定個所は実
際に覆われている。
【0068】そしてこれら両方の送信周期が交互に繰り
返される。このことによりマイクロプロセッサ130
は、覆われていない状態では積分器120から、覆われ
た状態ではピーク値検出器122から、適正な厚み共振
周波数で得られたそのつど有効な(つまり割り当てられ
た閾値を超えている)出力信号を受信するようになる。
返される。このことによりマイクロプロセッサ130
は、覆われていない状態では積分器120から、覆われ
た状態ではピーク値検出器122から、適正な厚み共振
周波数で得られたそのつど有効な(つまり割り当てられ
た閾値を超えている)出力信号を受信するようになる。
【0069】送信周波数が交互に代わるこのような動作
においても、先に述べたエラーに対する信頼性は維持さ
れる。つまり、順次連続する送信周期中に信号IとPが
両方ともそれらに割り当てられた閾値を超えていなけれ
ば、あるいは信号IとPが両方ともそれらに割り当てら
れた閾値を超えていれば、エラーが生じていることにな
る。
においても、先に述べたエラーに対する信頼性は維持さ
れる。つまり、順次連続する送信周期中に信号IとPが
両方ともそれらに割り当てられた閾値を超えていなけれ
ば、あるいは信号IとPが両方ともそれらに割り当てら
れた閾値を超えていれば、エラーが生じていることにな
る。
【0070】指示されたエラー状態に基づき、積分器1
20による事後振動の取得またはピーク値検出器122
によるエコー信号の取得が欠けていたり誤っていたりし
たときには、そのつど別の信号を用いることで充填レベ
ルの監視を継続することができ、このことは誤りのある
信号に対応するスイッチ124または126を持続的に
開いたままにすることで行われる。この場合にはたしか
に、エラーに対し先に述べたいっそう高度な信頼性はな
くなるが、測定装置は依然として公知の測定装置と同じ
エラーに対する信頼性で動作する。また、ある特定の充
填物において両方の信号のうち一方の捕捉が不可能なと
きにも、同様な措置をとることができる。したがって、
構造上の変更を行うことなくこの測定装置をきわめて広
範に利用できる。
20による事後振動の取得またはピーク値検出器122
によるエコー信号の取得が欠けていたり誤っていたりし
たときには、そのつど別の信号を用いることで充填レベ
ルの監視を継続することができ、このことは誤りのある
信号に対応するスイッチ124または126を持続的に
開いたままにすることで行われる。この場合にはたしか
に、エラーに対し先に述べたいっそう高度な信頼性はな
くなるが、測定装置は依然として公知の測定装置と同じ
エラーに対する信頼性で動作する。また、ある特定の充
填物において両方の信号のうち一方の捕捉が不可能なと
きにも、同様な措置をとることができる。したがって、
構造上の変更を行うことなくこの測定装置をきわめて広
範に利用できる。
【0071】前述の装置では圧電変換器50が容器壁1
2の厚み共振周波数により励振されるので、圧電素子5
1をそのつど適用される厚み共振周波数において申し分
なく動作するように構成する必要がある。ディスク状の
圧電素子は2つの振動モードを有しており、つまりそれ
ぞれ異なる共振周波数をもつ厚み振動と半径方向振動と
を有している。しかし半径方向振動は既述の適用事例に
は適しておらず、その理由は、半径方向振動は実践にお
いてプラスチック振動板53および柔らかい結合層を介
して伝達不可能であり、半径方向振動のエネルギーは損
失とみなさなければならないからである。ソリッドなセ
ラミックスたとえばチタン酸鉛−ジルコニウム(PZ
T)から成る従来の圧電素子の場合、半径方向振動が著
しくはっきりとあらわれこれを厚み振動と分離するのは
きわめて困難である。したがって、半径方向振動は殊に
事後振動領域において妨害となって現れる。しかしとり
わけいえるのは、従来の圧電素子の利用可能な周波数範
囲が著しく狭帯域なことである。それにもかかわらず、
先に述べた装置の場合、圧電変換器を容器の壁厚と材料
に応じて0.3MHz〜2MHzの範囲の周波数で駆動
させなければならない。従来の圧電素子を利用するなら
ばこのことは、実践において個々の容器に対し精確に整
合された圧電素子を設けなければならないことを意味す
る。これは製造や在庫管理の面でも充填レベル監視装置
の合理的な組み立ての面でも、きわめて不利であるのは
明らかである。
2の厚み共振周波数により励振されるので、圧電素子5
1をそのつど適用される厚み共振周波数において申し分
なく動作するように構成する必要がある。ディスク状の
圧電素子は2つの振動モードを有しており、つまりそれ
ぞれ異なる共振周波数をもつ厚み振動と半径方向振動と
を有している。しかし半径方向振動は既述の適用事例に
は適しておらず、その理由は、半径方向振動は実践にお
いてプラスチック振動板53および柔らかい結合層を介
して伝達不可能であり、半径方向振動のエネルギーは損
失とみなさなければならないからである。ソリッドなセ
ラミックスたとえばチタン酸鉛−ジルコニウム(PZ
T)から成る従来の圧電素子の場合、半径方向振動が著
しくはっきりとあらわれこれを厚み振動と分離するのは
きわめて困難である。したがって、半径方向振動は殊に
事後振動領域において妨害となって現れる。しかしとり
わけいえるのは、従来の圧電素子の利用可能な周波数範
囲が著しく狭帯域なことである。それにもかかわらず、
先に述べた装置の場合、圧電変換器を容器の壁厚と材料
に応じて0.3MHz〜2MHzの範囲の周波数で駆動
させなければならない。従来の圧電素子を利用するなら
ばこのことは、実践において個々の容器に対し精確に整
合された圧電素子を設けなければならないことを意味す
る。これは製造や在庫管理の面でも充填レベル監視装置
の合理的な組み立ての面でも、きわめて不利であるのは
明らかである。
【0072】したがってこのような困難な点を回避する
ために、3−3形のコネクティヴィティをもつ多孔質の
圧電セラミックするから成る圧電素子51が用いられ
る。
ために、3−3形のコネクティヴィティをもつ多孔質の
圧電セラミックするから成る圧電素子51が用いられ
る。
【0073】コネクティヴィティ(connectivity)とい
う概念は、多相の固体の構造を特徴づけるために R. E.
Newnham が導入したものであり、これはエレクトロセ
ラミックスの複合材料にも用いられる(R. E. Newnham
"Composite Electroceramics" Ferroelectrics 1986,
Vol.68, p.1-32)。コネクティヴィティにより3次元の
直角の座標系における空間方向が表され、それらの座標
系において各相のコンポーネントが互いに連続して結合
されている。数字0は1つの相のコンポーネントが空間
方向で互いに連続して結合していないことを表してお
り、数字1は1つの相のコンポーネントが1つの空間方
向だけで互いに連続して結合していることを表す...
という具合である。”3−3形のコネクティヴィティ”
とは、2相の固体において両方の相の各々のコンポーネ
ントが3つの空間方向すべてにおいて互いに連続して結
合していることを意味する。
う概念は、多相の固体の構造を特徴づけるために R. E.
Newnham が導入したものであり、これはエレクトロセ
ラミックスの複合材料にも用いられる(R. E. Newnham
"Composite Electroceramics" Ferroelectrics 1986,
Vol.68, p.1-32)。コネクティヴィティにより3次元の
直角の座標系における空間方向が表され、それらの座標
系において各相のコンポーネントが互いに連続して結合
されている。数字0は1つの相のコンポーネントが空間
方向で互いに連続して結合していないことを表してお
り、数字1は1つの相のコンポーネントが1つの空間方
向だけで互いに連続して結合していることを表す...
という具合である。”3−3形のコネクティヴィティ”
とは、2相の固体において両方の相の各々のコンポーネ
ントが3つの空間方向すべてにおいて互いに連続して結
合していることを意味する。
【0074】W. Wersing, K. Lubitz および J. Mohaup
ut による文献”Dielectric, elastic and piezoelectr
ic properties of porous PZT ceramics”, Ferroelect
rics1986, Vol.68, p.77-79 では、一方の相はセラミッ
クス材料から成り他方の相は孔から成る2相の固体とみ
なされる多孔質セラミックス材料にも、コネクティヴィ
ティの概念が適用されている。つまり3−3形のコネク
ティヴィティを有する多孔質セラミックスの場合、セラ
ミックス材料も孔も3つの空間方向すべてにおいて互い
に連続して結合されている。
ut による文献”Dielectric, elastic and piezoelectr
ic properties of porous PZT ceramics”, Ferroelect
rics1986, Vol.68, p.77-79 では、一方の相はセラミッ
クス材料から成り他方の相は孔から成る2相の固体とみ
なされる多孔質セラミックス材料にも、コネクティヴィ
ティの概念が適用されている。つまり3−3形のコネク
ティヴィティを有する多孔質セラミックスの場合、セラ
ミックス材料も孔も3つの空間方向すべてにおいて互い
に連続して結合されている。
【0075】3−3形のコネクティヴィティをもつ多孔
質の圧電素子51を用いることで、先に述べたあらゆる
問題点がほとんど取り除かれる。まず第1に、半径方向
振動モードが従来の圧電素子よりも強く抑圧される。つ
まりこの圧電素子はほとんど単純な厚み振動子のように
動作する。さらに音響インピーダンスが、プラスチック
振動板53と結合層(これは振動板53と容器壁12と
の間に取り付けられている)における音響インピーダン
スに近くなり、このことで整合性が改善される。しかし
とりわけいえるのは、この圧電素子は従来の圧電素子よ
りも著しく広帯域なことである。つまりこのことによっ
て、0.3MHz〜2MHzの周波数範囲全体を3つま
たは4つの圧電素子でカバーすることができる。
質の圧電素子51を用いることで、先に述べたあらゆる
問題点がほとんど取り除かれる。まず第1に、半径方向
振動モードが従来の圧電素子よりも強く抑圧される。つ
まりこの圧電素子はほとんど単純な厚み振動子のように
動作する。さらに音響インピーダンスが、プラスチック
振動板53と結合層(これは振動板53と容器壁12と
の間に取り付けられている)における音響インピーダン
スに近くなり、このことで整合性が改善される。しかし
とりわけいえるのは、この圧電素子は従来の圧電素子よ
りも著しく広帯域なことである。つまりこのことによっ
て、0.3MHz〜2MHzの周波数範囲全体を3つま
たは4つの圧電素子でカバーすることができる。
【0076】しかしながら圧電素子51が多孔質である
ことから、圧電素子51において振動板53とは反対側
の空間を充填する注封材料55に関して殊に、特別な措
置が必要となる。従来の圧電素子の場合には鋳込みは、
空洞が生じるのを回避し、さらに電気的および電子的コ
ンポーネントを破裂から保護の理由で封入する役割を果
たすとともに、圧電素子において振動板53とは反対側
の面で音響インピーダンスを減衰させる役割も果たして
いる。本発明で用いられる多孔質セラミックスから成る
圧電素子であれば、音響的理由での鋳込みは不要であ
る。しかし、破裂から保護する理由で鋳込みを行う要求
はやはり存在する。この要求から、充填時に容易に流れ
これにより小さい空洞や空隙も充填されるような注封材
料が必要とされる。この場合、タイプ Sylgard 170 の
さらさらしたシリコン注封材料を用いるとよい。この要
求と、注封材料が圧電素子の孔には入り込まずその特性
を不利に変えないようにする要求とは相反するものであ
る。さらに、不所望な共振が生じるのと事後振動が長引
くのを阻止するためには、注封材料を圧電素子から音響
的に分離しなければならない。このような要求から注封
材料と圧電素子の空間的分離が必要とされるが、やはり
その際には、爆発製ガスがたまるおそれのある空洞が形
成されないように注意しなければならない。
ことから、圧電素子51において振動板53とは反対側
の空間を充填する注封材料55に関して殊に、特別な措
置が必要となる。従来の圧電素子の場合には鋳込みは、
空洞が生じるのを回避し、さらに電気的および電子的コ
ンポーネントを破裂から保護の理由で封入する役割を果
たすとともに、圧電素子において振動板53とは反対側
の面で音響インピーダンスを減衰させる役割も果たして
いる。本発明で用いられる多孔質セラミックスから成る
圧電素子であれば、音響的理由での鋳込みは不要であ
る。しかし、破裂から保護する理由で鋳込みを行う要求
はやはり存在する。この要求から、充填時に容易に流れ
これにより小さい空洞や空隙も充填されるような注封材
料が必要とされる。この場合、タイプ Sylgard 170 の
さらさらしたシリコン注封材料を用いるとよい。この要
求と、注封材料が圧電素子の孔には入り込まずその特性
を不利に変えないようにする要求とは相反するものであ
る。さらに、不所望な共振が生じるのと事後振動が長引
くのを阻止するためには、注封材料を圧電素子から音響
的に分離しなければならない。このような要求から注封
材料と圧電素子の空間的分離が必要とされるが、やはり
その際には、爆発製ガスがたまるおそれのある空洞が形
成されないように注意しなければならない。
【0077】互いに部分的に相反するこれらの要求は、
既述の実施例では以下の措置によって満たされる: −孤立気孔のフォームプラスチックから成るディスク5
6を圧電素子51と注封材料55との間に挿入する。
既述の実施例では以下の措置によって満たされる: −孤立気孔のフォームプラスチックから成るディスク5
6を圧電素子51と注封材料55との間に挿入する。
【0078】−変換器ケーシング52の外で組み立て用
ケース60において圧電素子51とフォームプラスチッ
クディスク56がまえもって組み立てられる。
ケース60において圧電素子51とフォームプラスチッ
クディスク56がまえもって組み立てられる。
【0079】圧電素子を注封材料55から分離するため
のディスク56は孤立気孔のシリコンフォームプラスチ
ックにより形成するとよい。これは温度変化に強く、硬
化時相中に注封材料が浸入するのを阻止する。組み立て
用ケース60においてまえもって組み立てることで、フ
ォームプラスチックディスク56は組み立て用ケース6
0を変換器ケーシング52に組み込んだ後でも、突起5
6により圧電素子51と密接した位置で確実に保持され
るようになり、その結果、フォームプラスチックディス
クと圧電素子との間に注封材料が入り込めないようにな
る。
のディスク56は孤立気孔のシリコンフォームプラスチ
ックにより形成するとよい。これは温度変化に強く、硬
化時相中に注封材料が浸入するのを阻止する。組み立て
用ケース60においてまえもって組み立てることで、フ
ォームプラスチックディスク56は組み立て用ケース6
0を変換器ケーシング52に組み込んだ後でも、突起5
6により圧電素子51と密接した位置で確実に保持され
るようになり、その結果、フォームプラスチックディス
クと圧電素子との間に注封材料が入り込めないようにな
る。
【0080】孤立気泡のシリコンフォームプラスチック
はインピーダンスの大きな変化により、圧電素子51と
フォームプラスチックディスク56の間でもフォームプ
ラスチックディスク56と注封材料55の間でも超音波
を伝達せず、このことにより要求されている音響的分離
が得られる。しかも、柔軟なシリコンフォームプラスチ
ックは圧電素子51の隣接する電極におけるはんだ個所
にも整合し、接続導線を取り囲む。
はインピーダンスの大きな変化により、圧電素子51と
フォームプラスチックディスク56の間でもフォームプ
ラスチックディスク56と注封材料55の間でも超音波
を伝達せず、このことにより要求されている音響的分離
が得られる。しかも、柔軟なシリコンフォームプラスチ
ックは圧電素子51の隣接する電極におけるはんだ個所
にも整合し、接続導線を取り囲む。
【図1】容器内の液体の予め決められた充填レベルの監
視を説明するための概略図である。
視を説明するための概略図である。
【図2】本発明に使用される超音波センサの実施例の斜
視図である。
視図である。
【図3】平らな容器壁に取り付けられた場合の図2の超
音波センサの断面図である。
音波センサの断面図である。
【図4】円筒形の容器壁に取り付けられた場合の図2の
超音波センサの断面図である。
超音波センサの断面図である。
【図5】図2ないし図4の超音波センサに使用される超
音波変換器の断面図である。
音波変換器の断面図である。
【図6】図5の超音波変換器に使用される組み立て用ケ
ースの平面図である。
ースの平面図である。
【図7】図6の組立用ケースの断面図である。
【図8】図6および図7の組み立て用ケースの斜視図で
ある。
ある。
【図9】図5の超音波変換器の空の変換器ケーシングの
断面図である。
断面図である。
【図10】図9の変換器ケーシングの底部によって形成
される振動板の外側の平面図である。
される振動板の外側の平面図である。
【図11】超音波変換器の励振および評価回路の実施形
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
【図12】図11による励振および評価回路の動作を説
明するための信号ダイアグラムである。
明するための信号ダイアグラムである。
【図13】図11による励振および評価回路の動作を説
明するための信号ダイアグラムである。
明するための信号ダイアグラムである。
10 容器 13,15 超音波センサ 14,16 励振および評価電子回路 20 センサブロック 21 アダプタ部 50 超音波変換器 100 制御回路 102 周波数合成回路 104 送信パルスゲート 110 包絡線発生器 120 積分器 122 ピーク値検出器 128 アナログ/ディジタル変換器 130 マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セルゲイ ロパティン ドイツ連邦共和国 レーラッハ フライ ブルガー シュトラーセ 321 アー (72)発明者 ローラント ミュラー ドイツ連邦共和国 シュタイネン イム ヴォルフィッシュビュール 27−1 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 23/00 - 25/00
Claims (12)
- 【請求項1】 超音波変換器が設けられており、該超音
波変換器は、監視すべき充填レベルの高さにある測定個
所において容器壁の外側に取り付けられており、該超音
波変換器は所定の送信周波数の交流電圧パルスにより励
振されると超音波送信パルスを容器壁へ伝達し、該超音
波変換器は反射したエコーパルスにより形成される超音
波振動を電気的な受信信号に変換し、該受信信号は評価
回路へ伝送され、該評価回路はエコー信号の有無に基づ
き測定個所が液体で覆われているか否かを検出する、 容器内の液体の所定の充填レベルを監視する装置におい
て、 前記超音波変換器は、容器壁の厚み共振周波数と等しい
送信周波数で励振され、 測定個所が液体で覆われているか否かを検出するため、
前記評価回路において容器壁の事後振動により送信パル
スの終了後に生じる超音波振動も評価されることを特徴
とする、 容器内の液体の所定の充填レベルを監視する装置。 - 【請求項2】 前記評価回路内で包絡線信号が形成さ
れ、該包絡線信号は超音波変換器から送出される電気的
な受信信号の包絡線に対応し、 測定個所が覆われていれば事後振動が実質的に消滅して
おり測定個所が覆われていなければ事後振動はまだ消滅
していない個所での容器壁の事後振動の範囲内にある第
1の時間窓において、包絡線信号が捕捉され割り当てら
れた第1の閾値と比較され、 反射したエコーパルスの予期される第2の時間窓におい
て、包絡線のピーク値が検出されて割り当てられた第2
の閾値と比較される、 請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記包絡線信号は第1の時間窓において
積分され、積分値が対応づけられた閾値と比較される、
請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 前記超音波変換器はそれぞれ異なる2つ
の送信周波数により交互に励振され、該2つの送信周波
数のうち第1の送信周波数は測定個所が覆われていない
ときの容器壁の厚み共振周波数と等しく、第2の送信周
波数は測定個所が覆われているときの容器壁の厚み共振
周波数と等しい、請求項1〜3のいずれか1項記載の装
置。 - 【請求項5】 超音波変換器が前記第1の送信周波数で
励振されたときには事後振動による受信信号だけが評価
され、超音波変換器が前記第2の送信周波数で励振され
たときにはエコーパルスによる受信信号だけが評価され
る、請求項4記載の装置。 - 【請求項6】 測定個所が覆われていないときの容器壁
の厚み共振周波数と測定個所が覆われているときの容器
壁の厚み共振周波数が求められ、評価回路に記憶され
る、請求項4または5記載の装置。 - 【請求項7】 作動中に所定の時間間隔で、ピーク値の
最大値に対応する送信周波数ないしは積分値の最大値に
対応する送信周波数が、記憶されている対応の共振周波
数を中心とした所定の範囲内で検査され、記憶されてい
る周波数値と隔たっていることが検出されれば周波数値
が補正される、請求項6記載の装置。 - 【請求項8】 前記超音波変換器は圧電素子を有してお
り、該圧電素子は3−3形のコネクティヴィティをもつ
多孔質の圧電セラミックスから成る、請求項1〜7のい
ずれか1項記載の装置。 - 【請求項9】 多孔質の前記圧電セラミックスはチタン
酸鉛−ジルコニウム(PZT)である、請求項8記載の
装置。 - 【請求項10】 前記圧電素子は、振動板として用いら
れプラスチックから成るポット状の変換器ケーシングの
底部に載置されており、 前記変換器ケーシングの内部空間は少なくとも部分的に
注封材料で満たされており、 圧電素子において振動板とは反対側の面と注封材料との
間に孤立気孔のシリコンフォームプラスチックから成る
ディスクが挿入されており、該ディスクにより注封材料
と圧電素子との接触が阻止される、 請求項8または9記載の装置。 - 【請求項11】 組み立て用ケースが設けられており、
該組み立て用ケースにおいて変換器ケーシングの外で圧
電素子がフォームプラスチックディスクといっしょに組
み立てられ、該組み立て用ケースは、変換器ケーシング
へ組み込んだ後、注封材料を注入する前に、フォームプ
ラスチックディスクが圧電素子において振動板とは反対
側の面と密接した位置に保持されるように構成されてい
る、請求項10記載の装置。 - 【請求項12】 振動板と圧電素子において互いに向き
合った面の間に熱硬化性の接着剤が塗布されており、該
接着剤は前記組み立て用ケースを変換器ケーシングに組
み込んだ後、加熱により硬化される、請求項10または
11記載の装置。
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Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5844491A (en) * | 1997-04-30 | 1998-12-01 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Apparatus for establishing and/or monitoring a predetermined filling level in a container |
KR20000053591A (ko) * | 1999-01-25 | 2000-08-25 | 사토 요시하루 | 초음파센서를 사용하여 검출대상으로서의 용기내의 액체를검출하는 시스템 및 방법 |
DE19913530A1 (de) * | 1999-03-25 | 2000-09-28 | Ksb Ag | Niveauabhängige Steuerung von Pumpen |
JP2000283825A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液面検出装置 |
US6128967A (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-10 | Seh America, Inc. | Level transmitter connector |
US6799820B1 (en) * | 1999-05-20 | 2004-10-05 | Seiko Epson Corporation | Liquid container having a liquid detecting device |
AU2072901A (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-18 | David M Teller | Service transaction monitoring system, method, and device |
US6581461B1 (en) | 2000-05-25 | 2003-06-24 | Trn Business Trust | Electro-optic sensor for levelmeter providing output signal with frequency modulated by surface level |
US6762679B1 (en) | 2000-11-06 | 2004-07-13 | Trn Business Trust | Remote monitoring adapter for levelmeter |
US6817241B2 (en) * | 2001-05-31 | 2004-11-16 | Ametek, Inc. | Point level device with automatic threshold setting |
DE10133081A1 (de) | 2001-07-11 | 2003-01-30 | Grieshaber Vega Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung sowie Füllstandsmeßgerät |
US6606906B2 (en) | 2001-09-06 | 2003-08-19 | Trn Business Trust | Digital conversion adapter for magnetically coupled level meters |
US6736006B2 (en) | 2001-12-31 | 2004-05-18 | Trn Business Trust | Level detector for a material in a container |
CA2392062A1 (en) * | 2002-06-27 | 2003-12-27 | Siemens Milltronics Process Instruments Inc. | Method for pulse offset calibration in time of flight ranging systems |
DE10242970A1 (de) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Vega Grieshaber Kg | Vibrations-Füllstandssensor |
US20040093939A1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-05-20 | Arias Herman Diaz | Non-contact level detector for fluids in a container |
US6938478B2 (en) | 2002-11-14 | 2005-09-06 | Herman Diaz Arias | Impedance level meter for liquids in tanks |
AU2004213825B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-07-30 | Adept Science & Technologies, Llc | Ultrasonic liquid level monitor |
DE10323062A1 (de) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Meßgerät |
BRPI0418141A2 (pt) * | 2003-12-23 | 2017-03-01 | Inesa East Ltd | um método para a avaliação não evasiva do nível do material de enchimento de um recipiente |
US7245059B2 (en) * | 2004-05-17 | 2007-07-17 | Xtero Datacom Inc. | Method of exciting a piezoelectric crystal |
US7360417B2 (en) * | 2005-01-10 | 2008-04-22 | Gems Sensors, Inc. | Fluid level detector |
US7607347B2 (en) * | 2006-03-07 | 2009-10-27 | Gems Sensors, Inc. | Fluid level detector |
DE102006062705B4 (de) * | 2006-03-30 | 2015-07-30 | Krohne Ag | Ultraschalldurchflußmeßgerät |
US8231192B2 (en) * | 2007-04-13 | 2012-07-31 | Seiko Epson Corporation | Liquid detection unit, and liquid container using liquid detection unit |
US7905143B2 (en) * | 2007-07-23 | 2011-03-15 | Schmitt Measurement Systems, Inc. | Ultrasonic fuel level monitoring system incorporating an acoustic lens |
US8689624B2 (en) * | 2007-08-30 | 2014-04-08 | Uri Agam | Level sensor system for propane tanks and or the likes |
GB0805560D0 (en) * | 2008-03-27 | 2008-04-30 | Johnson Matthey Plc | Media level determination |
WO2009126956A1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Expro Meters, Inc. | Clamp-on apparatus for measuring a fluid flow that includes a protective sensor housing |
ITMI20080760A1 (it) | 2008-04-24 | 2009-10-25 | Eni Spa | Metodo per l'installazione elastica di un dispositivo di rilevazione di ultrasuoni su tubazioni e dispositivo adatto allo scopo |
US8104341B2 (en) * | 2009-03-25 | 2012-01-31 | Schmitt Measurement Systems, Inc. | Ultrasonic liquid level monitoring system |
DE102010003733B4 (de) * | 2010-04-08 | 2020-08-13 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Verfahren zur Detektion von Gasblasen in einem flüssigen Medium |
CN102713534B (zh) * | 2010-10-15 | 2013-11-20 | 惠州市卓耐普智能技术有限公司 | 数字式场感应水位智能传感系统及其实现方法 |
JP2013543977A (ja) | 2010-11-11 | 2013-12-09 | エスエスアイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | ディーゼル排気物流体の質及び/又は深さを決定するシステムと方法 |
US8412473B2 (en) | 2011-04-11 | 2013-04-02 | Schmitt Industries, Inc. | Event monitoring and detection in liquid level monitoring system |
US9188474B2 (en) * | 2012-02-09 | 2015-11-17 | Control Module, Inc. | Level detector/transmitter system |
WO2014124182A2 (en) | 2013-02-06 | 2014-08-14 | Ultimo Measurement Llc | Non-invasive method for measurement of physical properties of free flowing materials in vessels |
US9395228B2 (en) * | 2013-02-15 | 2016-07-19 | Truma Geraetetechnik Gmbh & Co. Kg | Device and method for measuring the level of a liquid within a container |
US9816848B2 (en) | 2014-01-23 | 2017-11-14 | Ultimo Measurement Llc | Method and apparatus for non-invasively measuring physical properties of materials in a conduit |
HK1211782A2 (en) * | 2015-04-02 | 2016-05-27 | Groking Lab Ltd | Beverage container |
DE102015106484A1 (de) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug |
US10746586B2 (en) * | 2015-05-28 | 2020-08-18 | Sonicu, Llc | Tank-in-tank container fill level indicator |
US11566936B1 (en) | 2016-02-12 | 2023-01-31 | Munters Corporation | Method and apparatus to non-intrusively measure the weight of loose bulk material within a rigid containing structure |
SE540928C2 (en) * | 2017-06-20 | 2018-12-27 | Acosense Ab | A holding arrangement for an acoustic transmitter in an acoustic spectroscopy system |
US10788352B1 (en) | 2018-04-30 | 2020-09-29 | BearClaw Technologies, LLC | Wi/Fi tank monitor |
US11099587B2 (en) | 2018-10-09 | 2021-08-24 | Graco Minnesota Inc. | Waste oil pump control and tank level monitor |
FR3092168B1 (fr) | 2019-01-24 | 2021-08-06 | Dehon Sa | Système et procédé de mesure par ondes acoustiques du niveau de remplissage d’un réservoir de fluide |
EP3708974B1 (en) * | 2019-03-14 | 2023-06-14 | Subaru Corporation | Fluid level detection apparatus, fluid level detection method, and computer-readable medium containing fluid level detection program |
CN113551741B (zh) * | 2021-06-23 | 2023-11-10 | 中国人民解放军63653部队 | 一种含有混合介质的密闭容器超声液位界面定量计算方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB809681A (en) * | 1956-03-20 | 1959-03-04 | Bailey Meters Controls Ltd | Improvements in apparatus for detecting the presence or absence at a location, of a body of liquid |
US3277435A (en) * | 1963-02-18 | 1966-10-04 | John H Thompson | Deck velocity ultrasonic hydrophones |
US3890423A (en) * | 1973-07-27 | 1975-06-17 | Nusonics | Electroacoustic transducer assembly |
US4004266A (en) * | 1975-12-05 | 1977-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Transducer array having low cross-coupling |
US4144517A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-13 | Joseph Baumoel | Single transducer liquid level detector |
DE2743409C3 (de) * | 1977-09-27 | 1980-09-04 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Ve rstärkeranordnung für einen nach dem Echoprinzip arbeitenden Ultraschall-Füllstandgrenzschalter |
US4280126A (en) * | 1979-05-14 | 1981-07-21 | Chemetron Corporation | Liquid level detector |
JPS5832559B2 (ja) * | 1979-07-04 | 1983-07-13 | 株式会社 モリタ製作所 | 空中超音波パルスの伝送方式並びにこれに用いる超音波送受波具 |
DE2938198A1 (de) * | 1979-09-21 | 1981-04-02 | Luwa AG, Zürich | Verfahren zur fuellstandskontrolle von getraenkebehaeltern |
DE3379757D1 (en) * | 1982-09-15 | 1989-06-01 | Acumet Precision Instr Ltd | Ultrasonic measurement |
US4735097A (en) * | 1985-08-12 | 1988-04-05 | Panametrics, Inc. | Method and apparatus for measuring fluid characteristics using surface generated volumetric interrogation signals |
FR2617965B1 (fr) * | 1987-07-10 | 1992-03-13 | Univ Paris Curie | Dispositif a ondes elastiques guidees pour la detection de la presence d'un liquide |
DE3933474C2 (de) * | 1989-10-06 | 1994-01-27 | Endress Hauser Gmbh Co | Füllstandsmeßgerät |
DE4008135A1 (de) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Endress Hauser Gmbh Co | Vorrichtung zur feststellung und/oder ueberwachung eines vorbestimmten fuellstands in einem behaelter |
US5121628A (en) * | 1990-10-09 | 1992-06-16 | Merkl Arthur W | Ultrasonic detection system |
DE4240690C2 (de) * | 1992-03-24 | 1995-03-16 | Endress Hauser Gmbh Co | Ultraschallwandler |
DE4311963C2 (de) * | 1993-04-10 | 1996-10-24 | Endress Hauser Gmbh Co | Füllstandsmeßgerät |
GB9321942D0 (en) * | 1993-10-25 | 1993-12-15 | Canon Kk | Ultrasonic liquid sensing method and apparatus |
US5438868A (en) * | 1993-11-01 | 1995-08-08 | Zevex, Inc. | Noninvasive ultrasonic liquid level indicator |
US5452611A (en) * | 1993-12-09 | 1995-09-26 | Kay-Ray/Sensall, Inc. | Ultrasonic level instrument with dual frequency operation |
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