JP4034730B2 - 液面測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、導波管に沿って伝わり液体の表面から反射される音波のパラメータ測定を用いる液面表示器に関する。
通常、導波管を有する測定装置には、導波管上に配置された反射体が備わる。インパルス音響信号の音波は、空中に位置する導波管の一部に沿って伝播して、既知の距離に配置された反射体から反射し、また、液体の表面からも反射する。その距離は、エコー信号の伝播時間を測定することにより決定される。反射体からの信号は、測定精度を較正し改善させるのに役立つ。
提案する本発明で達成される技術的結果は、音響−電気膜変換器と導波管とを空中で音響的に整合させるという問題を解決することにある。この整合問題を解決することにより、有限の距離にある液体から反射される信号のレベルが十分になり、導波管の開始点からの再反射が最小になる。自然雑音のレベルは最小になるが(変換器が振動できるため)、本質的なのは、導波管開始点からの信号の再反射が最小となることである。雑音が減少することで、液体までの距離測定の精度が向上する。
図1は、本装置の一般的な構成を示す。
図2は、本装置の断面図である。
図3は、音響的整合ユニットの構成を表す。
図4は、多孔性の材料によって充填された空洞を有する音響的整合ユニットの構成を示す。
図5は、導波管上に取り付けられた反射体の構成を示す。
図6は、Γ形中間導波管を有する装置である。
図7は、T形中間導波管とボール弁とを有する装置である。
本液面検出器には、本体3の中に膜6を有する音響−電気変換器2と、反射体5を有し液体に浸される音響導波管4とが備わる(図1および図2)。
本液面検出器はさまざまな技術分野において、腐食性液体を含むあらゆる液体の液面を測定するために利用することができる。本液面検出器を利用することによって、雑音を大きく低下させ、測定を正確に行うことができる。
Claims (27)
- 検出器本体と、音響−電気変換器を含みそして一端が前記検出器本体に連結された音響−電気変換器本体と、反射体を有しそして前記音響−電気変換器本体の他の端に位置する音響導波管とを備える液面検出器であって、
前記音響−電気変換器が膜として作製され;
前記音響導波管が一本の管または複数の管で作製されそして前記検出器本体にスリーブ継手により連結され;
前記スリーブ継手の内部では、前記膜の形の前記音響−電気変換器と前記音響導波管の入口との間に音響的整合ユニットがバレルの形で作製され、ここで前記バレルは、前記膜に面する空洞を有しており、そして前記バレルに取り付けられたダイヤフラムに設けられたチャネルを介して且つ前記スリーブ継手の孔を介して前記音響導波管の空洞に連結され;そして
前記音響−電気変換器本体は、前記音響−電気変換器本体と前記検出器本体との間を音響的および振動的に分離するのに役立つ、減衰性ガスケットとゴムリングとから成る減衰要素を介して前記検出器本体に連結されている
ことを特徴とする上記液面検出器。 - 請求項1に記載の液面検出器であって、前記音響的整合ユニットが前記ダイヤフラム内にチャネルを有するバレルの形で作製されており、前記バレルの空洞が前記膜に面し、前記ダイヤフラム内のチャネルが前記スリーブ継手の孔に面することを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項2に記載の液面検出器であって、前記バレルの空洞が多孔性の材料で充填されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項2に記載の液面検出器であって、前記スリーブ継手に面する前記バレルの外表面が減衰性材料により覆われていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項2に記載の液面検出器であって、前記バレルが、ブシュと、チャネルを有しかつワッシャー状であるダイヤフラムとからなる複合体であることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記音響−電気変換器が密封されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記音響導波管の複数の管が互いにアダプターによって連結されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管のつなぎ目に配置され、例えば、前記管の内径とは異なる直径を有する反射体ワッシャーの形で作製されることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管の長さに沿って孔の形で作製されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管の長さに沿って、前記管の壁面に固定された棒の形で作製されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項1に記載の液面検出器であって、前記音響導波管の空洞と前記音響−電気変換器の内部の空洞との間で圧力を等しくするために、補償用孔が前記音響−電気変換器本体および前記音響的整合ユニットに作製されており、液体は通さないが気体は通すフィルタが前記音響−電気変換器本体の前記補償用孔に取り付けられていることを特徴とする上記液面検出器。
- 検出器本体と、音響−電気変換器を含みそして一端が前記検出器本体に連結された音響−電気変換器本体と、反射体を有しそして前記音響−電気変換器本体の他の端に位置する音響導波管とを備える液面検出器であって、
前記音響−電気変換器が膜として作製され;
前記音響導波管が一本の管または複数の管で作製され;
前記音響導波管の末端がΓ形またはT形に作製された中間音響導波管に連結され;
前記音響導波管にある一定の角度をなして位置する前記中間音響導波管の一部が前記検出器本体にスリーブ継手により連結され;
前記スリーブ継手の内部では、前記膜の形の前記音響−電気変換器と前記音響導波管の入口との間に音響的整合ユニットがバレルの形で作製され、ここで前記バレルは、前記膜に面する空洞を有しており、そして前記バレルに取り付けられたダイヤフラムに設けられたチャネルを介して且つ前記スリーブ継手の孔を介して前記音響導波管の空洞に連結され;そして
前記音響−電気変換器本体が、前記音響−電気変換器本体と前記検出器本体との間を音響的および振動的に分離するのに役立つ、減衰性ガスケットとゴムリングとから成る減衰要素を介して前記検出器本体に連結されている
ことを特徴とする上記液面検出器。 - 請求項13に記載の液面検出器であって、前記音響的整合ユニットが前記ダイヤフラム内にチャネルを有するバレルの形で作製されており、前記バレルの空洞が前記膜に面し、前記ダイヤフラム内のチャネルが前記スリーブ継手の孔に面することを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項14に記載の液面検出器であって、前記バレルの空洞が多孔性の材料で充填されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項14に記載の液面検出器であって、前記スリーブ継手に面する前記バレルの外表面が減衰性材料により覆われていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項14に記載の液面検出器であって、前記バレルが、ブシュと、チャネルを有しかつワッシャー状であるダイヤフラムとから複合的に作製されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記音響−電気変換器が密封されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記音響導波管の複数の管が互いにアダプターによって連結されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記Γ形またはT形の中間音響導波管の屈曲部にボール弁が取り付けられ、それがある位置にあるとき、前記音響的整合ユニットの空洞が前記音響導波管の空洞に連結され、別の位置にあるとき、音響導波管の空洞が環境に連結されることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記音響導波管が複数の管から作製され、それらが互いにスリーブ継手により連結されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管のつなぎ目に取り付けられ、例えば、前記管の内径とは異なる直径を有する反射体ワッシャーの形で作製されることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管に沿って孔の形で作製されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記反射体が前記管に沿って、前記管の壁面に固定された棒の形で作製されていることを特徴とする上記液面検出器。
- 請求項13に記載の液面検出器であって、前記音響導波管の空洞と前記音響−電気変換器の内部の空洞との間で圧力を等しくするために、補償用孔が前記音響−電気変換器本体および前記音響的整合ユニットに作製されており、液体は通さないが気体は通すフィルタが前記音響−電気変換器本体の前記補償用孔に取り付けられていることを特徴とする上記液面検出器。
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