JP3281102B2 - Volume measuring method and volume measuring device - Google Patents

Volume measuring method and volume measuring device

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JP3281102B2
JP3281102B2 JP08555693A JP8555693A JP3281102B2 JP 3281102 B2 JP3281102 B2 JP 3281102B2 JP 08555693 A JP08555693 A JP 08555693A JP 8555693 A JP8555693 A JP 8555693A JP 3281102 B2 JP3281102 B2 JP 3281102B2
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tank
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久満 加藤
辰壽 高嶋
昌富 高江洲
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堀江金属工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は容積測定方法及び容積測
定装置に関し、特に流体を収容する所定形状のメインタ
ンクに対し小容積の基準タンクを連通して設け、両タン
ク内の空間の容積を変化させ、両タンク内の圧力変動値
に基づきメインタンク内の空間の容積を測定する容積測
定方法及び容積測定装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a volume measuring method and a volume measuring device, and more particularly, to a small-sized reference tank provided in communication with a main tank having a predetermined shape for storing a fluid, and the space in both tanks is reduced. The present invention relates to a volume measuring method and a volume measuring device for changing the volume of a space in a main tank based on a pressure fluctuation value in both tanks.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、タンク内に収容された液体、粉体
等の体積を測定する体積測定方法及びその装置として、
特開平2−19717号公報に記載のように種々の方法
及び装置が提案されている。例えば同公報第10図に記
載の実施例においては、メインタンク30及び補正タン
ク31を完全に閉じられた系とすると共に、両タンクを
細いパイプ47で接続することにより静圧を等しくする
こととしている。そして、メインタンク30と補正タン
ク31に対し、体積変化機構33により各タンク内の容
積を変化させて圧力変動を生じさせ、第2の振幅検出器
39aからの出力γ・P0 ・v0 を第1の振幅検出器3
9bからの出力γ・P0 ・v0 /V2 で除算することに
よって、メインタンク30の空洞部分の体積V2 を算出
することとしている。更に、この体積V2 をメインタン
ク30の全体積(容積)から引算することによってメイ
ンタンク30に収容された液体等の体積VL を算出する
こととしている。測定原理は同公報に説明されているの
で説明は省略するが、メインタンク30内の空間の容積
(即ち、メインタンク内に収容物が存在しなければメイ
ンタンクの全容積であり、収容物が存在する場合にはメ
インタンク内の収容物以外の容積)はメインタンク30
及び補正タンク31内の圧力変動の検出出力に応じて算
出し得ることが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a volume measuring method and an apparatus for measuring the volume of a liquid, a powder or the like stored in a tank,
Various methods and apparatuses have been proposed as described in JP-A-2-19717. For example, in the embodiment described in FIG. 10 of the publication, the main tank 30 and the correction tank 31 are made to be a completely closed system, and the two tanks are connected by a thin pipe 47 to make the static pressure equal. I have. Then, the volume in the respective tanks is changed by the volume changing mechanism 33 with respect to the main tank 30 and the correction tank 31 to cause pressure fluctuation, and the output γ · P 0 · v 0 from the second amplitude detector 39a is obtained. First amplitude detector 3
The volume V 2 of the hollow portion of the main tank 30 is calculated by dividing by the output γ · P 0 · v 0 / V 2 from 9b. Further and to calculate the volume V L of the liquid or the like contained in the main tank 30 by subtracting the volume V 2 from the total volume of the main tank 30 (volume). Since the measurement principle is described in the publication, the description is omitted, but the volume of the space in the main tank 30 (that is, the total volume of the main tank if there is no storage in the main tank, and the storage is If present, the volume other than the contents in the main tank)
And that it can be calculated according to the detection output of the pressure fluctuation in the correction tank 31.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の体積測定方法及
び装置においては、メインタンク及び補正タンクの何れ
も剛体であることを前提としているので、例えば自動車
の燃料タンクのように変形し得るタンクに適用した場合
には測定誤差を生ずることになる。特に、自動車の燃料
タンクの空間は高温のリターン燃料によって加熱された
り、走行後に冷却されるというように温度変化が生じ、
メインタンク内の気体(燃料蒸気)が膨張あるいは収縮
するので、これに伴うメインタンクの変形に対する補正
が必要となる。
In the above-described volume measuring method and apparatus, it is assumed that both the main tank and the correction tank are rigid bodies, so that the tank can be deformed like a fuel tank of an automobile, for example. If applied, a measurement error will occur. In particular, the space in the fuel tank of the car is heated by the high-temperature return fuel, or changes in temperature, such as cooling after traveling,
Since the gas (fuel vapor) in the main tank expands or contracts, it is necessary to correct for the deformation of the main tank accompanying the expansion or contraction.

【0004】然し乍ら、上記公報等に記載の方法及び装
置によれば、メインタンクの変形に対しては演算時にタ
ンク固有の定数として処理され、上述のようなメインタ
ンク内の気体の膨張収縮等に伴うメインタンクの変形に
よる容積変化について配慮されているものではなく、依
然誤差を生ずるおそれがある。尚、上記公報においては
補正タンクという用語が用いられているが、本願では、
メインタンク内の空間の容積の測定に際して参照される
べき圧力変動を付与する機能に鑑み、基準タンクとす
る。
However, according to the method and apparatus described in the above-mentioned publications, the deformation of the main tank is processed as a constant peculiar to the tank at the time of calculation, and the expansion and contraction of the gas in the main tank as described above. This does not take into account the volume change due to the deformation of the main tank, and may still cause an error. Although the term “correction tank” is used in the above publication, in the present application,
In consideration of the function of giving the pressure fluctuation to be referred to when measuring the volume of the space in the main tank, the reference tank is used.

【0005】そこで、本発明はメインタンク及び基準タ
ンク内の空間の容積を変化させ、両空間内の圧力変動値
に基づきメインタンク内の空間の容積を測定する容積測
定方法及び容積測定装置において、メインタンク内の気
体の膨張収縮等に伴うメインタンクの変形に起因する誤
差を抑え、良好な測定精度を確保することを目的とす
る。
Accordingly, the present invention relates to a volume measuring method and a volume measuring apparatus for changing the volume of the space in the main tank and the reference tank and measuring the volume of the space in the main tank based on the pressure fluctuation value in both spaces. An object of the present invention is to suppress errors caused by deformation of the main tank due to expansion and contraction of gas in the main tank, and to ensure good measurement accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、流体を収容する所定形状のメインタンク
と、該メインタンクに連通する基準タンクと、該基準タ
ンク内の空間及び前記メインタンク内の前記流体上方の
空間に対し各々の容積を変化させて圧力変動を付与する
アクチュエータとを備え、該アクチュエータを駆動して
前記メインタンク及び前記基準タンクの各々の作動状態
圧力変動値を検出し、該各々の作動状態圧力変動値の比
に基づき前記メインタンク内の空間の容積を演算する容
積測定方法において、前記メインタンク内の気体の膨張
収縮に伴う前記メインタンクの変形による容積変化率と
略等しくなるように前記基準タンク内の容積を調整して
前記メインタンク内の空間の容積を演算することしたも
のである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a main tank having a predetermined shape for containing a fluid, a reference tank communicating with the main tank, a space in the reference tank, An actuator that changes the volume of each of the spaces above the fluid in the main tank to apply pressure fluctuations, and drives the actuators to change the operating state pressure fluctuation values of the main tank and the reference tank. In a volume measuring method for detecting and calculating a volume of a space in the main tank based on a ratio of each of the operating state pressure fluctuation values, the expansion of gas in the main tank is performed.
The volume of the space in the main tank is calculated by adjusting the volume in the reference tank so as to be substantially equal to the volume change rate due to the deformation of the main tank due to the contraction .

【0007】また、本発明の容積測定装置は図1に構成
の概要を示したように、流体を収容する所定形状のメイ
ンタンクMTと、メインタンクMTに連通する基準タン
クSTと、基準タンクST内の空間及びメインタンクM
T内の流体上方の空間に対し各々の容積を変化させて圧
力変動を付与するアクチュエータATと、アクチュエー
タATを駆動する駆動手段M3と、メインタンクMT内
の気体の膨張収縮に伴うメインタンクMTの変形による
容積変化率と略等しくなるように基準タンクST内の容
積を調整する調整手段BTと、メインタンクMT内の流
体上方の空間における圧力変動値を検出する第1の圧力
変動検出手段M1と、基準タンクST内の空間における
圧力変動値を検出する第2の圧力変動検出手段M2と、
アクチュエータATが作動した状態で第1及び第2の圧
力変動検出手段M1,M2が検出したメインタンクMT
及び基準タンクSTの各々の作動状態圧力変動値の比に
基づきメインタンクMT内の空間の容積を演算する演算
手段M4とを備えることとしたものである。
As shown in FIG. 1, the volume measuring device of the present invention has a main tank MT of a predetermined shape for storing a fluid, a reference tank ST communicating with the main tank MT, and a reference tank ST. Inside the space and main tank M
An actuator AT for changing the volume of each space in the space above the fluid in T to apply pressure fluctuation, a driving unit M3 for driving the actuator AT ,
Adjusting means BT for adjusting the volume in the reference tank ST so as to be substantially equal to the volume change rate due to the deformation of the main tank MT due to the expansion and contraction of the gas, and the pressure fluctuation value in the space above the fluid in the main tank MT. A first pressure fluctuation detecting means M1 for detecting, a second pressure fluctuation detecting means M2 for detecting a pressure fluctuation value in a space in the reference tank ST,
The main tank MT detected by the first and second pressure fluctuation detecting means M1 and M2 in a state where the actuator AT is operated.
And a calculating means M4 for calculating the volume of the space in the main tank MT based on the ratio of the operating state pressure fluctuation value of each of the reference tanks ST.

【0008】[0008]

【作用】上記の容積測定方法においては、アクチュエー
タが作動した状態でメインタンク及び基準タンクの各々
の作動状態圧力変動値が検出される。そして、各々の作
動状態圧力変動値の比が演算され、演算結果に基づきメ
インタンク内の空間の容積が演算される。この場合にお
いて、例えば温度変化によってメインタンク内の気体が
膨張収縮し、これに伴いメインタンクが変形することが
あるが、メインタンクに連通する基準タンク内の容積
は、メインタンクの変形による容積変化率と略等しくな
るように調整される。而して、メインタンクの変形によ
る容積変化が相殺される。
In the above-described volume measuring method, the operating state pressure fluctuation value of each of the main tank and the reference tank is detected while the actuator is operated. Then, the ratio of the operating state pressure fluctuation values is calculated, and the volume of the space in the main tank is calculated based on the calculation result. In this case, for example, the gas in the main tank expands and contracts due to a temperature change, and the main tank may deform accordingly.However, the volume in the reference tank communicating with the main tank changes according to the volume change due to the deformation of the main tank. Adjusted to be approximately equal to the rate. Thus, the volume change due to the deformation of the main tank is offset.

【0009】また、図1に示すように構成された容積測
定装置においては、駆動手段M3によってアクチュエー
タATが駆動されると、基準タンクST及びメインタン
クMT内の空間に対し圧力変動が付与される。一方、例
えば温度変化によってメインタンクMT内の気体が膨張
収縮し、これに伴いメインタンクMTが変形することが
あるが、このメインタンクMTに連通する基準タンクS
T内の容積は、メインタンクMTの変形による容積変化
率と略等しくなるように調整手段BTによって調整さ
れ、メインタンクMTの変形による容積変化が相殺され
る。而して、アクチュエータATが作動した状態で、第
1及び第2の圧力変動検出手段M1,M2によってメイ
ンタンクMT及び基準タンクSTの各々の作動状態圧力
変動値が検出される。そして、演算手段M4において各
々の作動状態圧力変動値の比が演算され、その演算結果
に基づきメインタンクMT内の空間の容積が演算され
る。
Further, in the volume measuring device configured as shown in FIG. 1, when the actuator AT is driven by the driving means M3, a pressure fluctuation is applied to the spaces in the reference tank ST and the main tank MT. . On the other hand, the gas in the main tank MT expands and contracts due to, for example, a temperature change, and the main tank MT may be deformed accordingly.
The volume in T is adjusted by the adjusting means BT so as to be substantially equal to the volume change rate due to the deformation of the main tank MT, and the volume change due to the deformation of the main tank MT is canceled. Thus, while the actuator AT is operated, the first and second pressure fluctuation detecting means M1 and M2 detect the operating state pressure fluctuation values of the main tank MT and the reference tank ST. Then, the ratio of each operating state pressure fluctuation value is calculated by the calculating means M4, and the volume of the space in the main tank MT is calculated based on the calculation result.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2乃至図4は本発明の容積測定装置の一実施例
に係り、自動車の燃料タンクの燃料残量を測定する液量
測定装置に適用したものである。燃料タンクは閉空間を
郭成するメインタンク1を有し、燃料が注入されたとき
に上方に形成される空間MSが最小の場合、即ち液面F
Lが最高となった場合にも空間MSに連通する位置に開
口1aが穿設されている。この開口1aには円筒体の基
準タンク2が収容され、その一方の端部に形成されたフ
ランジ部2fがガスケット3aを介して開口1aに押接
され、更にフランジ部2fにガスケット3bを介してカ
バー4が押接されている。また、後述する調整装置70
のケース72がカバー4に接合されている。これらのケ
ース72、カバー4、フランジ部2f及びガスケット3
a,3bは、メインタンク1に固着された環状のリテー
ナ1b及びこれに螺合するボルト(図示せず)によって
メインタンク1に固定される。尚、基準タンク2は、メ
インタンク1内に収容することなく、基準タンク2の先
端部のみを開口1aに接合し残余の部分がメインタンク
1から外方に突出するように配設することとしてもよ
い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 to 4 relate to an embodiment of the volume measuring apparatus according to the present invention, which is applied to a liquid amount measuring apparatus for measuring the remaining amount of fuel in a fuel tank of an automobile. The fuel tank has a main tank 1 defining a closed space. When the space MS formed above when the fuel is injected is minimum, that is, when the liquid level F
An opening 1a is formed at a position communicating with the space MS even when L becomes the highest. A cylindrical reference tank 2 is accommodated in the opening 1a, and a flange 2f formed at one end thereof is pressed into contact with the opening 1a via a gasket 3a, and furthermore, is fitted to the flange 2f via a gasket 3b. The cover 4 is pressed. Also, an adjusting device 70 described later.
Case 72 is joined to the cover 4. These case 72, cover 4, flange portion 2f and gasket 3
a, 3b are fixed to the main tank 1 by an annular retainer 1b fixed to the main tank 1 and bolts (not shown) screwed to the retainer 1b. The reference tank 2 is not housed in the main tank 1, but is arranged so that only the tip of the reference tank 2 is joined to the opening 1 a and the remaining portion projects outward from the main tank 1. Is also good.

【0011】基準タンク2内には図2及び図4に示すよ
うにアクチュエータ30が収容されている。本実施例の
アクチュエータ30は、電気信号を振動板31の機械振
動に変換する動電型の装置である。振動板31はエッジ
31aを介して基準タンク2の開口部に支持されてお
り、振動板31の中央部には可動コイル32が装着され
ている。更に、基準タンク2内に、コア33及びこれに
接合される永久磁石34が嵌合され、コア33に対し可
動コイル32が基準タンク2の軸方向に移動可能となる
ように配置されている。コア33の中央部には連通孔3
3aが形成されており、カバー4と振動板31によって
基準タンク2内に空間RSが郭成されている。尚、基準
タンク2の側壁には小径の連通孔2aが穿設されてお
り、基準タンク2内の空間RSがメインタンク1内の空
間MSに連通している。
An actuator 30 is accommodated in the reference tank 2 as shown in FIGS. The actuator 30 of the present embodiment is an electrodynamic device that converts an electric signal into a mechanical vibration of the diaphragm 31. The diaphragm 31 is supported by an opening of the reference tank 2 via an edge 31a, and a movable coil 32 is mounted at the center of the diaphragm 31. Further, a core 33 and a permanent magnet 34 joined to the core 33 are fitted into the reference tank 2, and the movable coil 32 is disposed so as to be movable with respect to the core 33 in the axial direction of the reference tank 2. A communication hole 3 is provided at the center of the core 33.
A space RS is formed in the reference tank 2 by the cover 4 and the diaphragm 31. A small-diameter communication hole 2 a is formed in the side wall of the reference tank 2, and a space RS in the reference tank 2 communicates with a space MS in the main tank 1.

【0012】而して、可動コイル32に交流電圧の駆動
信号が供給されると振動板31が振動し、メインタンク
1内の空間MS及び基準タンク2内の空間RSの両空間
に対し同時に逆位相の粗密圧力波が出力される。尚、ア
クチュエータ30としては、上記に限ることなく、永久
磁石に接続したコアにコイルを巻回し、このコイルに駆
動信号を供給することによって振動板31を振動させる
電磁型の装置を構成することとしてもよい。この外、ス
ピーカ分野において利用される静電型、電歪型、磁歪型
等の種々の構成を採用することができ、あるいはピスト
ン等を駆動する装置を採用することもできる。
When a drive signal of an AC voltage is supplied to the movable coil 32, the diaphragm 31 vibrates, and the space MS in the main tank 1 and the space RS in the reference tank 2 are simultaneously inverted. A phase compression wave is output. The actuator 30 is not limited to the above, and may be configured as an electromagnetic device that winds a coil around a core connected to a permanent magnet and supplies a drive signal to the coil to vibrate the diaphragm 31. Is also good. In addition, various configurations such as an electrostatic type, an electrostrictive type, and a magnetostrictive type used in the speaker field can be adopted, or a device for driving a piston or the like can be adopted.

【0013】基準タンク2には、本発明にいう調整手段
たる調整装置70が設けられている。即ち、図4に拡大
して示すようにカバー4の中央部分に円形の貫通孔4a
が形成され、これを覆うようにダイアフラム71が設け
られ、その周囲がケース72のフランジ部72aとカバ
ー4との間に挾持されている。ケース72は中央に凹部
が形成され、その底部に調整螺子73が螺着されてい
る。そしてケース72の凹部内にはスプリング74が収
容され、スプリング74の一端がダイアフラム71の中
央部に固定され、他端が調整螺子73の先端に支持され
ている。ケース72の凹部内は連通孔72bを介して大
気に連通しており、従ってダイアフラム71の調整螺子
73側は大気圧となっている。
The reference tank 2 is provided with an adjusting device 70 as adjusting means according to the present invention. That is, as shown in an enlarged manner in FIG.
Is formed, and a diaphragm 71 is provided so as to cover this, and its periphery is clamped between the flange portion 72 a of the case 72 and the cover 4. The case 72 has a concave portion formed in the center, and an adjusting screw 73 is screwed to the bottom thereof. A spring 74 is housed in the recess of the case 72, one end of the spring 74 is fixed to the center of the diaphragm 71, and the other end is supported by the tip of the adjusting screw 73. The inside of the concave portion of the case 72 communicates with the atmosphere through the communication hole 72b, and therefore the adjusting screw 73 side of the diaphragm 71 is at atmospheric pressure.

【0014】例えばエンジンが駆動され、高温のリター
ン燃料がメインタンク1内に戻されると、メインタンク
1内の燃料蒸気が膨張してメインタンク1内の空間MS
の圧力が上昇し、メインタンク1が変形する場合があ
る。このとき基準タンク2は連通孔2aを介してメイン
タンク1と連通しているので、基準タンク2内の空間R
Sの圧力も大となる。このように基準タンク2内の空間
RS内の圧力が大きくなると、ダイヤフラム71が調整
螺子73側に変形し、逆にメインタンク1内の空間MS
の圧力ひいては基準タンク2内の空間RSの圧力が小さ
くなるとダイヤフラム71は空間RS側に変形する。こ
れにより、メインタンク1の変形を惹起するメインタン
ク1内の気体の膨張収縮に伴う基準タンク2内の圧力変
化に応じて、基準タンク2内の容積が変化することとな
る。従って、調整螺子73によってダイヤフラム71の
変化量を調整することにより、メインタンク1内の気体
の膨張収縮に伴うメインタンク1の変形による容積の変
化率に応じて、基準タンク2内の容積が変化するように
調整することができる。また、メインタンク1内の燃料
がエンジンに吸引される場合にも、メインタンク1内の
空間が負圧になりメインタンク1に変形が生じ得るが、
この場合の容積変化も上記と同様にダイヤフラム71に
よって調整される。
For example, when the engine is driven and the high-temperature return fuel is returned into the main tank 1, the fuel vapor in the main tank 1 expands and the space MS in the main tank 1 expands.
, The main tank 1 may be deformed. At this time, since the reference tank 2 is in communication with the main tank 1 through the communication hole 2a, the space R in the reference tank 2
The pressure of S also increases. When the pressure in the space RS in the reference tank 2 increases in this way, the diaphragm 71 deforms toward the adjustment screw 73, and conversely, the space MS in the main tank 1
When the pressure in the reference tank 2 and the pressure in the space RS in the reference tank 2 decrease, the diaphragm 71 deforms toward the space RS. As a result, the volume in the reference tank 2 changes according to the pressure change in the reference tank 2 due to the expansion and contraction of the gas in the main tank 1 that causes the deformation of the main tank 1. Therefore, by adjusting the amount of change of the diaphragm 71 by the adjusting screw 73, the volume in the reference tank 2 changes according to the rate of change of the volume due to the deformation of the main tank 1 due to the expansion and contraction of the gas in the main tank 1. Can be adjusted to Also, when the fuel in the main tank 1 is sucked into the engine, the space in the main tank 1 becomes negative pressure and the main tank 1 may be deformed.
The volume change in this case is also adjusted by the diaphragm 71 in the same manner as described above.

【0015】基準タンク2の開口端部には、本発明の第
1の圧力変動検出手段を構成し、メインタンク1内の空
間MSに露呈し空間MS内の圧力変動を検出する圧力セ
ンサ10が装着されている。また、本発明の第2の圧力
変動検出手段を構成し、基準タンク2内の空間RSの圧
力変動を検出する圧力センサ20が基準タンク2内に支
持されている。而して、これらの圧力センサ10,20
からメインタンク1及び基準タンク2の各々の空間M
S,RSの圧力変動値に応じた検出信号がコントローラ
50に出力される。尚、圧力センサ10,20は圧力信
号を電気信号に変換するものであり、マイクロホン等種
々の態様がある。
At the open end of the reference tank 2, a pressure sensor 10 which constitutes a first pressure fluctuation detecting means of the present invention and is exposed to the space MS in the main tank 1 and detects a pressure fluctuation in the space MS is provided. It is installed. Further, a pressure sensor 20 that constitutes a second pressure fluctuation detecting unit of the present invention and detects a pressure fluctuation in the space RS in the reference tank 2 is supported in the reference tank 2. Thus, these pressure sensors 10, 20
To each space M of the main tank 1 and the reference tank 2
A detection signal corresponding to the pressure fluctuation value of S and RS is output to the controller 50. The pressure sensors 10 and 20 convert a pressure signal into an electric signal, and have various modes such as a microphone.

【0016】コントローラ50は図2の上方に示す回路
構成を有し、圧力センサ10,20に夫々接続されるバ
ンドパスフィルタ11,21、A/Dコンバータ12,
22を有し、更にCPU(中央処理装置)51、ROM
52及びRAM53の各メモリ、タイマ54、入出力イ
ンターフェース55等を内蔵しており、この入出力イン
ターフェース55に駆動装置40が接続され、この駆動
装置40はアクチュエータ30の可動コイル32に接続
されている。更に、入出力インターフェース55には表
示装置60が接続されている。表示装置60としては、
例えばアナログ表示あるいはディジタル表示の燃料計
等、種々の態様がある。
The controller 50 has a circuit configuration shown in the upper part of FIG. 2, and includes band-pass filters 11, 21 connected to the pressure sensors 10, 20, an A / D converter 12,
22 and a CPU (Central Processing Unit) 51, ROM
52 and a memory of a RAM 53, a timer 54, an input / output interface 55, and the like. The drive unit 40 is connected to the input / output interface 55, and the drive unit 40 is connected to the movable coil 32 of the actuator 30. . Further, a display device 60 is connected to the input / output interface 55. As the display device 60,
For example, there are various modes such as an analog display or a digital display fuel gauge.

【0017】駆動装置40は例えば発振器(図示せず)
を内蔵し、入出力インターフェース55の出力信号に応
じ所定周波数(例えば、10Hz前後)の正弦波出力信
号をアクチュエータ30の可動コイル32に供給するよ
うに構成されている。即ち、メインタンク1及び基準タ
ンク2内に、例えば|v0sinω0t|の気体体積変化を生
じさせるように、アクチュエータ30が駆動制御され
る。尚、v0 は振動板31から出力される粗密圧力波に
よって惹起される気体体積変化の最大値である。
The driving device 40 is, for example, an oscillator (not shown)
And a sine wave output signal of a predetermined frequency (for example, about 10 Hz) is supplied to the movable coil 32 of the actuator 30 in accordance with the output signal of the input / output interface 55. That is, the drive of the actuator 30 is controlled so as to cause a gas volume change of, for example, | v 0 sinω 0 t | in the main tank 1 and the reference tank 2. Here, v 0 is the maximum value of the gas volume change caused by the compression / decompression wave output from the diaphragm 31.

【0018】上述の圧力センサ10,20の検出信号は
バンドパスフィルタ11,21に供給され、ここで角周
波数ω0 の信号成分が取り出され、A/Dコンバータ1
2,22を介してディジタル量に変換されて入出力イン
ターフェース55に供給される。
The detection signals of the above-described pressure sensors 10 and 20 are supplied to band-pass filters 11 and 21, where the signal component of the angular frequency ω 0 is extracted, and the A / D converter 1
It is converted into a digital quantity via the input / output interface 2 and 22 and supplied to the input / output interface 55.

【0019】而して、コントローラ50においては、圧
力センサ10,20の検出信号に応じ入出力処理、記
憶、演算が行なわれ、アクチュエータ30が駆動される
と共に、演算結果が表示装置60に出力される。即ち、
CPU51で実行されるプログラムに従ってアクチュエ
ータ30が駆動され、メインタンク1内の空間の容積、
ひいてはメインタンク1内の燃料残量を求める一連の演
算処理が行なわれ、表示装置60にて燃料残量が表示さ
れる。このプログラムは例えば図3に示すルーチンから
成り、イグニッションスイッチ(図示せず)がオンとな
った後に実行され、以下のように処理される。
In the controller 50, input / output processing, storage, and calculation are performed according to the detection signals of the pressure sensors 10 and 20, and the actuator 30 is driven, and the calculation result is output to the display device 60. You. That is,
The actuator 30 is driven according to a program executed by the CPU 51, and the volume of the space in the main tank 1 is determined.
Eventually, a series of arithmetic processing for obtaining the remaining fuel amount in the main tank 1 is performed, and the display device 60 displays the remaining fuel amount. This program includes, for example, a routine shown in FIG. 3 and is executed after an ignition switch (not shown) is turned on, and is processed as follows.

【0020】先ず、ステップ101においてCPU51
等が初期化され、各種演算値がクリアされ、タイマがリ
セットされる。続いて、ステップ102において、後述
のステップ107で利用する関数Fが例えば所定の一次
関数として設定される。そして、ステップ103にて駆
動装置40からの出力に応じてアクチュエータ30が駆
動され、振動板31が振動を開始し、粗密圧力波がメイ
ンタンク1内の空間MS及び基準タンク2内の空間RS
に出力される。これにより、夫々の空間MS,RSに略
同一の条件で略同一の圧力変動(但し、逆位相)が生ず
る。
First, in step 101, the CPU 51
Are initialized, various operation values are cleared, and the timer is reset. Subsequently, in step 102, a function F used in step 107 described later is set as, for example, a predetermined linear function. Then, in step 103, the actuator 30 is driven according to the output from the driving device 40, the vibration plate 31 starts to vibrate, and the compression / decompression pressure wave is generated in the space MS in the main tank 1 and the space RS in the reference tank 2.
Is output to As a result, substantially the same pressure fluctuations (but opposite phases) occur in the respective spaces MS and RS under substantially the same conditions.

【0021】上記空間MS,RSにおける圧力変動は圧
力センサ10,20によって検出され、その変化量がメ
インタンク1及び基準タンク2内の圧力変動値ΔPM
ΔPR として求められる。後者のΔPR は数1のように
表すことができ、前者のΔP M は数2のように表すこと
ができる。
The pressure fluctuation in the spaces MS, RS is the pressure
The amount of change is detected by the force sensors 10 and 20, and
Pressure fluctuation value ΔP in the in-tank 1 and the reference tank 2M,
ΔPRIs required. The latter ΔPRIs like
Can be represented by the former ΔP MShould be expressed as in Equation 2.
Can be.

【数1】 (Equation 1)

【数2】 但し、γはメインタンク1及び基準タンク2内の気体の
比熱比、P0 はメインタンク1及び基準タンク2内の絶
対圧力、VR は基準タンク2内の空間RSの容積、VM
はメインタンク1内の空間MSの容積で、ΔVA はアク
チュエータ30の駆動に伴うメインタンク1の変形によ
る空間MSの容積変化量を示す。
(Equation 2) However, gamma is the specific heat ratio of the gas in the main tank 1 and the reference tank 2, P 0 is the absolute pressure in the main tank 1 and the reference tank 2, V R is the volume of the space RS in the reference tank 2, V M
In the volume of the space MS in the main tank 1, [Delta] V A represents the volume variation amount of space MS due to deformation of the main tank 1 due to the driving of the actuator 30.

【0022】ステップ104に進み、圧力センサ10,
20の検出信号がバンドパスフィルタ11,21並びに
A/Dコンバータ12,22を介してディジタル量に変
換され、入出力インターフェース55を介してRAM5
3に格納される。そしてステップ105にて、上記圧力
変動値ΔPM ,ΔPR の絶対値が所定時間(例えば30
秒)積分され、夫々ΔPAM,ΔPARとされてRAM53
に格納される。更にステップ106に進み、上述のよう
にして求められた圧力変動値ΔPAR,ΔPAMの比λ(=
ΔPAR/ΔPAM)が演算される。この比λは、メインタ
ンク1内の空間MSの容積及び容積変化量ΔVA の和V
M と基準タンク2内の空間RSの容積VR の比(=(V
M +ΔVA )/VR )に近似する。
Proceeding to step 104, the pressure sensor 10,
20 are converted into digital quantities through band-pass filters 11 and 21 and A / D converters 12 and 22,
3 is stored. In step 105, the absolute values of the pressure fluctuation values ΔP M and ΔP R are determined for a predetermined time (for example, 30
S) are integrated and set as ΔP AM and ΔP AR , respectively, in the RAM 53.
Is stored in Then, the process proceeds to step 106, where the ratio λ (= the pressure fluctuation value ΔP AR , ΔP AM)
ΔP AR / ΔP AM ) is calculated. This ratio lambda, the sum of the volume and the volumetric change [Delta] V A space MS in the main tank 1 V
The ratio of the volume V R of the spatial RS of M and the reference tank 2 (= (V
M + ΔV A ) / V R ).

【0023】そして、ステップ107に進み、比λの値
に応じてメインタンク1内の燃料の液量VL が演算され
る。即ち、上述のステップ102で設定された関数Fに
基づきメインタンク1内の燃料の液量VL が演算され
る。この関数Fとしては例えば数3に示す一次関数が用
いられる。
Then, the process proceeds to a step 107, wherein a liquid amount VL of the fuel in the main tank 1 is calculated according to the value of the ratio λ. That is, the fuel amount VL in the main tank 1 is calculated based on the function F set in step 102 described above. As the function F, for example, a linear function shown in Expression 3 is used.

【数3】 但し、VA はメインタンク1の容量(全容積)、K0
定数である。尚、定数K0 、ΔVA は所定の液量VL0
おける圧力変動値の比λを実測することにより設定され
る。
(Equation 3) However, V A is the main tank 1 volume (total volume), K 0 is a constant. The constants K 0 and ΔV A are set by actually measuring the ratio λ of the pressure fluctuation value at the predetermined liquid volume V L0 .

【0024】而して、ステップ108にて上記液量VL
に対応した信号が表示装置60に供給され,所定の表示
が行なわれた後ステップ104に戻り上述の作動が繰り
返され、所定の周期で表示が更新される。尚、メインタ
ンク1内の空間MSの容積VM を表示するように構成し
てもよく、あるいは表示装置60を設けることなく入出
力インターフェース55の出力信号を直接他の制御装置
等に供することとしてもよい。
In step 108, the liquid volume V L
Is supplied to the display device 60, and after a predetermined display is performed, the process returns to step 104, and the above operation is repeated, and the display is updated at a predetermined cycle. As it is subjected to may be configured to display the volume V M space MS in the main tank 1, or directly other control device the output signal of the output interface 55 without providing the display device 60 or the like Is also good.

【0025】図5は調整装置の別の実施例を示すもの
で、ダイヤフラム71に代えて、弾性金属板76がガス
ケット3bを介してフランジ部2fに接合され、環状の
リテーナ75によって固定されている。而して、本実施
例においても、メインタンク1の変形を惹起するメイン
タンク1内の気体の膨張収縮に伴う基準タンク2内の圧
力の変化に応じて弾性金属板76が変形し、基準タンク
2内の容積が変化する。
FIG. 5 shows another embodiment of the adjusting device. In place of the diaphragm 71, an elastic metal plate 76 is joined to the flange portion 2f via the gasket 3b, and is fixed by an annular retainer 75. . Thus, also in the present embodiment, the elastic metal plate 76 is deformed according to the change in the pressure in the reference tank 2 due to the expansion and contraction of the gas in the main tank 1 which causes the deformation of the main tank 1, and The volume in 2 changes.

【0026】尚、上述の実施例においてはディジタル処
理による制御を中心としたが、もちろん全てをアナログ
処理とすることもできる。また、本実施例では燃料残量
を測定する液量測定装置としたが、燃料に限ることなく
粉体、粒体、異形物体等の収容量を測定する装置として
もよい。
In the above-described embodiment, control by digital processing is mainly performed, but it is needless to say that all processing can be performed by analog processing. Further, in this embodiment, the liquid amount measuring device for measuring the remaining fuel amount is used. However, the liquid amount measuring device is not limited to the fuel, and may be a device for measuring the accommodation amount of powder, granules, deformed objects, and the like.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本発明の容積測定方法に
よれば、メインタンク内の気体の膨張収縮に伴うメイン
タンクの変形による容積変化率と略等しくなるように基
準タンク内の容積を調整してメインタンク内の空間の容
積を演算することとしているので、メインタンク内の気
体の膨張収縮伴うメインタンクの変形に起因する測定
誤差を抑え、良好な測定精度を確保することができる。
The present invention has the following effects because it is configured as described above. That is, according to the volume measuring method of the present invention, the volume in the reference tank is adjusted by adjusting the volume in the reference tank so as to be substantially equal to the volume change rate due to the deformation of the main tank accompanying the expansion and contraction of the gas in the main tank. , The measurement error caused by the deformation of the main tank due to the expansion and contraction of the gas in the main tank can be suppressed, and good measurement accuracy can be secured.

【0028】また、本発明の容積測定装置においては、
調整手段を具備し、メインタンク内の気体の膨張収縮に
伴うメインタンクの変形による容積変化率と略等しくな
るように基準タンク内の容積が調整されるので、簡単な
構成でメインタンク内の気体の膨張収縮に伴うメインタ
ンクの変形に起因する測定誤差を抑えることができ、良
好な測定精度を確保することができる。
Further, in the volume measuring device of the present invention,
Equipped with adjusting means to control the expansion and contraction of gas in the main tank
Since the volume in the reference tank is adjusted to be approximately equal to the rate of volume change due to the deformation of the main tank, the measurement error caused by the deformation of the main tank caused by the expansion and contraction of the gas in the main tank can be reduced with a simple configuration. It can be suppressed, and good measurement accuracy can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の容積測定装置の概要を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a volume measuring device of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る容積測定装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a volume measuring device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例におけるコントローラによる
処理を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing processing by a controller according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の容積測定装置における調整装置の一実
施例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing one embodiment of an adjusting device in the volume measuring device of the present invention.

【図5】本発明の容積測定装置における調整装置の別の
実施例を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the adjusting device in the volume measuring device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メインタンク 2 基準タンク 2a 連通孔 10,20 圧力センサ 30 アクチュエータ 31 振動板 32 可動コイル 40 駆動装置 50 コントローラ 60 出力装置 70 調整装置 71 ダイアフラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main tank 2 Reference tank 2a Communication hole 10, 20 Pressure sensor 30 Actuator 31 Vibration plate 32 Moving coil 40 Drive device 50 Controller 60 Output device 70 Adjustment device 71 Diaphragm

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高江洲 昌富 愛知県豊田市鴻ノ巣町2丁目26番地 堀 江金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−118443(JP,A) 特開 平4−47231(JP,A) 特開 平2−19717(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 17/00 G01F 22/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Masatomi Takaesu 2-26 Konosu-cho, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Horie Metal Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-3-118443 (JP, A) Hei 4-47231 (JP, A) JP-A-2-19717 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01F 17/00 G01F 22/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流体を収容する所定形状のメインタンク
と、該メインタンクに連通する基準タンクと、該基準タ
ンク内の空間及び前記メインタンク内の前記流体上方の
空間に対し各々の容積を変化させて圧力変動を付与する
アクチュエータとを備え、該アクチュエータを駆動して
前記メインタンク及び前記基準タンクの各々の作動状態
圧力変動値を検出し、該各々の作動状態圧力変動値の比
に基づき前記メインタンク内の空間の容積を演算する容
積測定方法において、前記メインタンク内の気体の膨張
収縮に伴う前記メインタンクの変形による容積変化率と
略等しくなるように前記基準タンク内の容積を調整して
前記メインタンク内の空間の容積を演算することを特徴
とする容積測定方法。
1. A main tank having a predetermined shape for storing a fluid, a reference tank communicating with the main tank, a space in the reference tank and a space above the fluid in the main tank, each having a different volume. And an actuator that applies pressure fluctuation to the main tank and the reference tank to detect the operating state pressure fluctuation value of each of the main tank and the reference tank, and based on a ratio of the respective operating state pressure fluctuation values, In a volume measuring method for calculating a volume of a space in a main tank, expansion of gas in the main tank is performed.
A volume measuring method, wherein a volume of the space in the main tank is calculated by adjusting a volume in the reference tank so as to be substantially equal to a volume change rate due to deformation of the main tank due to shrinkage .
【請求項2】 流体を収容する所定形状のメインタンク
と、該メインタンクに連通する基準タンクと、該基準タ
ンク内の空間及び前記メインタンク内の前記流体上方の
空間に対し各々の容積を変化させて圧力変動を付与する
アクチュエータと、該アクチュエータを駆動する駆動手
段と、前記メインタンク内の気体の膨張収縮に伴う前記
メインタンクの変形による容積変化率と略等しくなるよ
うに前記基準タンク内の容積を調整する調整手段と、前
記メインタンク内の前記流体上方の空間における圧力変
動値を検出する第1の圧力変動検出手段と、前記基準タ
ンク内の空間における圧力変動値を検出する第2の圧力
変動検出手段と、前記アクチュエータが作動した状態で
前記第1及び第2の圧力変動検出手段が検出した前記メ
インタンク及び前記基準タンクの各々の作動状態圧力変
動値の比に基づき前記メインタンク内の空間の容積を演
算する演算手段とを備えたことを特徴とする容積測定装
置。
2. A main tank having a predetermined shape for storing a fluid, a reference tank communicating with the main tank, a space in the reference tank and a space in the main tank above the fluid, each having a different volume. An actuator for applying pressure fluctuation, a driving means for driving the actuator, and a volume change rate in the reference tank so as to be substantially equal to a volume change rate due to deformation of the main tank accompanying expansion and contraction of gas in the main tank. Adjusting means for adjusting the volume; first pressure fluctuation detecting means for detecting a pressure fluctuation value in a space above the fluid in the main tank; and second detecting means for detecting a pressure fluctuation value in a space in the reference tank. A pressure fluctuation detecting unit, the main tank and the main tank detected by the first and second pressure fluctuation detecting units in a state where the actuator is operated; Calculating means for calculating the volume of the space in the main tank based on the ratio of the operating state pressure fluctuation values of the reference tank.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107702758A (en) * 2017-08-30 2018-02-16 北京控制工程研究所 One kind is based on the large-scale tank Residual Propellant accurate measurement method of Capacity method
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