JP6335481B2 - 計測装置及びシステム - Google Patents

Description

この発明は、タンク内に収容された液体の液面高さの計測を行う計測装置及びシステムに関する。

タンク内に収容された液体の液面高さの計測を行うものとしては、例えば、タンク内に設置され且つタンクの底側から上方に突出するプリント基板を備え、プリント基板には、上下方向に所定間隔で、一対の電極パターンが設けられ、液面高さを、複数段階で検出可能な技術が公知になっている（例えば、特許文献１を参照。）。

実公平７−１４８２３号公報

上記文献のものは、測定が容易である一方で、液面高さの測定精度を高く設定するには、電極パターンの一対を、上下に並べて多数設ける必要があり、部品点数が増加して、製造コストが増加する他、タンク毎に個別に設置する必要があるため、この点でも、コストが高くなる原因になる。

本発明は、タンク内に収容された液体の液面高さを、低コストで、スムーズ且つ高精度に計測できる計測装置及びシステムを提供することを課題とする。

本発明の計測装置は、タンク内に収容された液体の液面高さを、該液面の直上側から計測する計測装置であって、枠体に回転可能に支持された巻取ドラムと、巻取ドラムによって巻取られる帯状又は紐状の繰出体と、液面の直上に位置する巻取ドラムから繰出されて液面側に垂下った状態の繰出体における該繰出し量を測定する測定手段と、前記繰出体の繰出し側の端部である先端部に設けられ且つ該先端部が液面側に達したことを検出する液面検出部と、液面検出部の検出結果が入力される制御部とを備え、該制御部は、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合、液面側に達した繰出体の上記繰出し量を、測定手段である繰出し量検知手段によって検知するか、或いは、巻取ドラム又は枠体側に設けられた報知手段によって報知を行うことにより、測定手段による繰出し量の測定を促すように構成され、検知又は測定された上記繰出し量に基づいて、タンク内に収容された液体の液面高さを求めることを特徴とする。

上記構成によれば、液面の直上に位置する繰出体を垂下げ状態で下方に繰出し、繰出体の先端部が液面に達したことを、液体検出部によって検出させ、該検出に起因して、繰出体の繰出し量を、測定手段により測定するため、測定をスムーズに行うことが可能であり、繰出体の繰出しによる測定であるため、測定精度を低コストで高く設定することも容易であり、しかも、タンク毎に個別に設定する必要もないため、さらにコストが安くなる。

前記液面検出部は、垂下げられた繰出体によって、上下方向を向いた姿勢で、吊下げ支持される水位センサであり、水位センサにおける吊下げ側端部である先端部には、該吊下げ方向に開放された溝部が凹設され、該水位センサは、溝部内の空間に上記液体が介在している状態であるか否かを検知することにより、繰出体の繰出し側端部が上記液面側に達したことを検出するものとしてもよい。

前記水位センサの先端部における溝部を挟んだ一方側部分に、超音波を発振する発振部を設けるとともに、他方側部分に上記発振された超音波を受振する受振部を設け、該水位センサは、発振部から受振部への超音波の伝播状態によって、溝部内の空間に上記液体が介在している状態であるか否かを検知するものとしてもよい。

未使用時に水位センサの先端部を覆うカバー体を設け、該カバー体の内面側に、水位センサへの装着時に溝部内に挿入される挿入部が一体的に形成され、カバー体における少なくとも挿入部を、超音波の伝播効率が空気に比べて良好な材料によって構成し、該挿入部の溝部内への挿脱によって、該水位センサの動作確認を行うものとしてもよい。

前記報知手段である発光体を複数設け、前記制御部は、液面検出部の検出状態に基づいて、複数の発光体の点灯及び消灯のパターンを変更するものとしてもよい。

上記液体は石油であるものとしてもよい。

前記繰出体を巻尺とすることにより、上記測定手段を構成するか、或いは前記巻取ドラムの回転を検出する回転センサ又は回転位置を検出するポテンショメータを、前記繰出し量検知手段として設けたものとしてもよい。

巻取ドラムを回転駆動させるアクチュエータを備え、上記制御部は、アクチュエータによって巻取ドラムが回転駆動されて繰出体が繰出し作動している最中、液面検出部によって、繰出体の先端部が液面側に達した状態を検出した場合には、アクチュエータによる駆動を停止させることにより、上記繰出体の繰出し作動を停止させるものとしてもよい。

測定対象となっているタンクの種類を特定するための情報を入力する入力手段と、タンク内に収容された液体の液面高さと液量との関係を示すタンク情報が該タンクの種類毎に記憶された記憶部とを備え、前記制御部は、入力手段から入力される情報に基づいて、タンクの種類を特定し、記憶部から、特定された種類のタンク情報を取得し、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合には、繰出し量検知手段によって検知される上記繰出し量と、該取得したタンク情報とに基づいて、該タンク内の液体の液量を求めるものとしてもよい。

前記水位センサは、発振部から受振部への超音波の伝播状態によって溝部内の空間に上記石油が介在している状態であるか否かを検知して前記繰出体の上記先端部が液面側に達したことを検出することにより、該石油の液面付近に気泡が発生するカプチーノ現象に起因した液面検出の精度低下を防止するように構成されるものとしてもよい。

本発明の計測システムは、上記計測装置と、ネットワークに接続され且つ記憶装置を有する管理サーバとを備え、測定対象となるタンクは停泊中の船舶に設置され、前記計測装置は、上記ネットワークを介した管理サーバとの通信を可能とする通信手段と、自身の位置情報を取得する位置情報取得手段とを有し、各船舶の停泊位置に関する情報である停泊情報が記憶装置に記憶されるとともに、船舶に設置された各タンクの種類と設置位置に関する情報が含まれた船舶情報が、船舶毎に記憶装置に記憶され、タンク内に収容された液体の液面高さと液量との関係を示すタンク情報が、該タンクの種類毎に記憶装置又は計測装置の記憶部に記憶され、前記管理サーバは、ネットワークを介して送られてくる計測装置の位置情報、或いは計測装置によって入力された船舶を特定するための情報に基づいて、船舶を特定し、計測装置から送られてくる該計測装置の位置情報及び該船舶の船舶情報に基づいて、タンクの種類を特定し、計測装置の制御部又は管理サーバは、特定された種類のタンク情報を取得し、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合には、繰出し量検知手段によって検知される上記繰出し量と、該取得したタンク情報とに基づいて、該タンク内の液体の液量を求めることを特徴とする。

液面の直上に位置する繰出体を垂下げ状態で下方に繰出し、繰出体の先端部が液面に達したことを、液体検出部によって検出させ、該検出に起因して、繰出体の繰出し量を、測定手段により測定するため、測定をスムーズに行うことが可能であり、繰出体の繰出しによる測定であるため、測定精度を低コストで高く設定することも容易であり、しかも、タンク毎に個別に設定する必要もないため、さらにコストが安くなる。

本発明を適用した計測装置を用いた計測方法の構成を示す概念図である。 本発明を適用した計測装置の側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はレベルスイッチの側面図及び底面図である。 本計測装置の回路図である。 本計測装置のブロック図である。 タンクの種類毎に設けられたタンク情報の構成を示す一覧表である。 制御部が行うフラグＡのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。 制御部が行うフラグＢのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。 制御部が行うフラグＣのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。 （Ａ）は停泊情報の構成を示す一覧表であり、（Ｂ）は船舶毎に用意された船舶情報の構成を示す一覧表である。

図１は、本発明を適用した計測装置を用いた計測方法の構成を示す概念図である。図示する計測方法では、内部に水や石油や液化天然ガス等の液体１が収容されたタンク２における該液体１の容量である液量を求めるために、該液体１の液面１ａの高さである液面高さｈを計測するものである。

具体的には、まず、タンク２の天井側に形成された開口部２ａから、タンク２内に、計測装置３を臨ませる。この際、計測装置３は、上記液面１ａの直上且つタンク２の上端側に位置した状態になる。そして、この状態で、計測装置３により、タンク２上端側から、上記液面１ａまでの距離であるアレージＸを計測し、この測定されたアレージＸと、既知の値であるタンク２の高さＨから、液面高さｈを求め、さらに、この液面高さｈから、タンク２内の液体１の液量を求める。

図２は、本発明を適用した計測装置の側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４（Ａ），（Ｂ）はレベルスイッチの側面図及び底面図である。上記計測装置３は、ケース枠（枠体）４と、厚み方向が左右方向に向けられた円盤状をなすとともに自身の中心部を回転軸心Ｓとして上記ケース枠４内に回転自在に支持された巻取ドラム６と、該巻取ドラム６の外周面に巻取られてフレキシブルに変形可能な帯状又は紐状（図示する例では、帯状）の巻尺（繰出体）７と、巻取ドラム６から繰出される上記巻尺７の繰出し側端部である先端部に設けられた水位センサの一種であるレベルスイッチ（液面検出部）８と、ケース枠４の片側側面に設置され且つ側面視で巻取ドラム６と同一中心となる中空状且つ円盤状の制御ボックス（操作部）９とを備えている。

上記ケース枠４は、左右一対の分割枠１１，１２から構成され、この左右の分割枠１１，１２間には、巻取ドラム６が挟持されるようにして支持されている。このケース枠４は、上記回転軸心Ｓから前後両側に突出するとともに上下両側に突出し、側面視で十字状に成形されている。ちなみに、この場合の前後方向、左右方向、上下方向は使用状態での方向を意図している。

このケース枠４の測定作業者側に延びる後方突出部分は、他の部分よりもさらに後方に延出されてグリップ部１３を形成し、前方突出部分の突出側端部には、巻尺７が繰出される繰出し部１４が設けられ、下方突出部分の突出側端部には、レベルスイッチ８の外周面が弾力的に係止される左右一対のフック状部材１６ａ，１６ａからなる係止具１６が設けられている。

繰出し部１４には、巻取ドラム６から前方斜め下方に繰出された巻尺７の片面に面状に接する複数の送りローラ１７，１７が回転自在に支持され、この複数の送りローラ１７，１７によって、巻取ドラム６からの巻尺７の繰出し作動や、繰出された巻尺７の巻取ドラム６への繰入れ作動がスムーズに行われる。

上記制御ボックス９は、ケース枠４の左右片側面に穿設された設置孔４ａを介して、ケース枠４内に挿入され、この制御ボックス９と巻取ドラム６とは、ケース枠４内で互いに連結固定され、互いが上記回転軸心Ｓの軸回りに一体で回転される。

この制御ボックス９には、径方向外側に突出する操作具１８が一体的に設けられ、この操作具１８には把持部１８ａが設けられており、測定作業者は、この把持部１８ａを把持して、制御ボックス９を回転させることにより、巻尺７の繰出し操作及び繰入れ操作を行う。すなわち、制御ボックス９は、巻尺７の繰入れ操作及び繰出し操作を行う操作部としても機能している。この他、この制御ボックス９内には、後述する各種部材が収容設置されている。

上記レベルスイッチ８は、円筒状に成形され、その先端部には、径方向に延びて軸方向に窪んだ溝部１９が凹設され、レベルスイッチ８の溝部１９を挟んだ両側部分内には、超音波の発振用の圧電素子である発振部８ａと、超音波の受振用の圧電素子である受振部８ｂがそれぞれ配置されている。

溝部１９内の空間が液体で満たされている状態では、溝部１９内が空洞である状態と比較して、発振部８ａから受振部８ｂへの超音波の伝播効率が飛躍的に向上するため、この受振部８ｂにおける超音波の受振状態が顕著に変化する。この受振状態の顕著な変化を利用して、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出する。

具体的には、タンク２の上端側に位置させたケース枠４内の巻取ドラム６から繰出され、液面１ａ側に向かって垂下げられた巻尺７の先端部に設けられたレベルスイッチ８は、該巻尺７によって吊下げ支持され、自重により、溝部１９が形成された先端部（吊下げ側端部）が下端に位置し且つ全体が鉛直方向（上下方向）を向いた姿勢で、吊下げ支持された状態になる。

そして、巻尺７を下方に繰出し、その先端側が液面１ａ側に達すると（具体的には、レベルスイッチ８の先端部が液面１ａに達すると）、溝部１９の空間が下方寄り位置から、液体１で満たされ、受振部８ｂにおける超音波の伝播効率が向上する。この伝播効率の向上を検知することにより、巻尺７の先端側が液面１ａ側に達したことを、該巻尺７の先端部を目視することなく、確認することが可能になる。

ところで、従来の水位センサは、液体１が石油等である場合、液面１ａ付近に気泡等が発生する現象（カプチーノ現象）が発生し、液面１ａの検出精度の低下していたが、この計測装置のレベルセンサ８は、超音波の伝播率の変化を利用して検出を行うものであり、気泡と液体１とでは、超音波の伝播効率がまったく異なるため、液面１ａの検出を高精度に行うことが可能であり、カプチーノ現象に起因した検出程度の低下を防止できる。

また、従来の水位センサは検出時に上下方向を向いた筒状に成形され、この水位センサの側周面には、径方向に窪んだ溝部が凹設され、この外側側方に開放された溝部内に液体が介在しているか否かにより、液面１ａの検出を行うため、液面１ａ側から水位センサを引上げた際に、溝部内に液体１が残留することがあり、この溝部内の液体１の残留によって、検出精度が低下する場合がある。

本計測装置のレベルセンサ８は、下方が開放された溝部１９内の液体１の有無によって検出を行うため、液体１からの引上げ時における液体１の残留が防止され、これによって、検出精度の低下を防止することが容易になる。

なお、このレベルスイッチ８は、不使用の状態では、前後方向を向いた姿勢で、その基端側周面が、係止具１６に係止されて格納されるが、この他、レベルスイッチ８の先端部には、キャップ等のカバー体２１が嵌められてカバーされ、保護される。

このカバー体２１は、キャップされた状態で、レベルスイッチ８の先端面及び先端側の外周面をカバーするが、この他、カバー体２１のレベルスイッチ８先端部への装着時に、溝部１９内に挿入される挿入部２１ａが、上記カバー体２１におけるレベルスイッチ８の先端側外周面及び先端面をカバーする本体部分の内面側に、一体成形されている。

カバー体２１の少なくとも挿入部２１ａ（本例では、カバー体２１全体）が超音波を伝播しやすい材質で構成されるため、挿入部２１ａの溝部１９への挿脱によって、レベルスイッチ８の動作確認が可能になる。すなわち、このカバー体２１は、レベルスイッチ８の検出部分を保護する部材として機能するとともに、レベルスイッチ８の作動を確認する部材としても機能する。

ちなみに、このレベルスイッチ８の入力端子２２としては４つの端子が用意され、結線方式としては、２線式と３線式とが存在し、図示する例では、３線式によって配線を行っている。３線式を用いた場合、４つの入力端子２２全てを用い、この内の２つが電源に接続される電源端子２２，２２になり、１つが接地されるアース端子２２となり、最後の残り１つが検出信号を出力する信号端子２２となる。また、２線式を用いた場合、予め定められた３つの入力端部２２が用いられ、この内の２つが電源端子２２，２２になり、残りの１つがアース端子２２となり、該２つの電源端子２２，２２の一方に電気的に接続される図示しない抵抗（負荷）に流れる電流値を、検出信号として、利用する。

上記巻尺７は、フレキシブルに変形可能な鉄製、布製、ガラス繊維製または合成樹脂製の材料によって構成され、内部には、レベルスイッチ８の４本の入力端子２２中で結線対象になっている入力端子と同数（本例では４本）の接続線２３が、巻尺７の全長全体に亘り内装され、この接続線２３は巻尺７と共にフレキシブルに変形可能に構成されている。

また、巻尺７の片面又は両面には、目盛り７ａが記されており、この目盛り７ａを目視することによって、測定作業者は、ケース枠４及び巻取ドラム６側から、巻尺７の繰出し量を目視することが可能になる。すなわち、巻尺７の目盛り７ａは、自身の繰出し量を測定する測定手段としても機能している。

また、巻尺７の先端部には、巻尺７に沿って一直線状に延びる筒状に成形された接続ケース２４が取付固定され、この接続ケース２４の先端側には、径が拡大した接続部２４ａが一体成形され、この接続部２４ａの内周面側に、レベルスイッチ８の基端部の外周面側をネジ係合させることにより、該接続ケース２４とレベルスイッチ８とが同一軸心状をなした状態で、両者が着脱自在に連結固定される。言換えると、レベルスイッチ８は、接続ケース２４から繰出し側に突出した状態で、該接続ケース２４に着脱自在に取付固定されている。

図５は、本計測装置の回路図である。図２及び図５に示す通り、接続ケース２４には、巻尺７側の接続線２２とレベルスイッチ８の入力端子２２とを電気的に接続する接続回路２６が内装され、制御ボックス９には、該制御ボックス９内に設置されたメイン基板２７と、巻尺７側の接続線２３とを電気的に接続する接続回路２８が内装され、これによって、レベルスイッチ８は、上記メイン基板２７と電気的に接続される。

上記レベルスイッチ８は、円筒状に成形され、その先端部には、径方向に延びて軸方向に窪んだ溝部１９が凹設され、レベルスイッチ８の溝部１９を挟んだ両側部分内には、超音波の発振用の圧電素子である発振部８ａと、超音波の受振用の圧電素子である受振部８ｂがそれぞれ配置されている。

上記制御部２９は、レベルスイッチ８によって、巻尺７の先端部が上記液面１ａ側に達したことを検出した場合、上記発光ダイオード３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによって、その旨を、測定作業者に報知する。測定作業者は、上記報知によって、巻尺７の先端部が上記液面１ａ側に達したことを知り、その際の巻尺７の繰出し量を、目盛り７ａによって、確認することにより、上述したアレージＸを取得することが可能になり、このアレージＸを分れば、液面高さｈが求められる。

ところで、タンク２の平断面形状は、上下方向全体に亘り常時同一でなく、その平断面積も変化するため、タンク２内の液体１の液面高さｈに対して、該液体１の液量は、タンク２の種類毎に異なる。

図７は、タンクの種類毎に設けられたタンク情報の構成を示す一覧表である。上記した理由により、測定作業者は、該タンク２内の液体１の液面高さｈと、液量との関係を示すタンク情報を、タンクの種類毎に、予め本や記憶媒体に記憶して有している。タンク情報は、具体的には、液面高さｈに対する液量の値を、液面高さｈの値を所定値刻みにして示した一覧表である。

そして、その測定対象になっているタンク２の種類を特定し、その種類のタンク２のタンク情報を確認することにより、求めた液面高さｈに対する液量を取得することが可能になる。ちなみに、タンク情報は、液面高さｈと液量との関係を示した一覧のみならず、アレージＸと液量との関係を示した一覧であってもよい。

以上のように構成される計測装置３を用いた計測方法について説明すると、この計測方法は、巻取ドラム６が回転可能に支持されたケース枠体４を、液面１ａの直上に位置させた状態で、巻取ドラム６に巻取られている巻尺７を、液面１ａ側に垂下げた状態で、順次繰出す工程と、前記巻尺７の先端部に設けられたレベルスイッチ８によって、該先端部が液面１ａ側に達したことを検出する工程と、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出した場合に、制御部２９が、報知手段である複数の発光ダイオード３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによって報知を行うことにより、繰出し量の測定を促す工程と、測定作業者が、上記報知に促され、液面１ａ側に達した状態の巻尺７の上記繰出し量及びアレージＸを、巻尺７の目盛り７ａを読取るによって取得する工程と、取得した繰出し量及びアレージＸから、液面高さｈを求める工程と、液面高さｈから液量を求める工程とを有している。

ところで、発光ダイオード３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、制御ボックス９の測定作業者が視認可能な位置に、少なくとも３つ以上設けられ、その内の１つが第１発光ダイオード（第１発光体）、もう１つが第２発光ダイオード（第２発光体）、最後の１つが第３発光ダイオード（第２発光体）となり、その発光パターンを変化させることにより、レベルスイッチ８の検知状態を、より詳細に報知することが可能になる。

このレベルスイッチ８の検出状態を表す指標として、フラグＡ、フラグＢ及びフラグＣを用いる。このフラグＡ、フラグＢ及びフラグＣのＯＮ・ＯＦＦ状態に基づいて、発光ダイオード３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの発光パターンを変化させる。

具体的には、制御部２９は、フラグＡがＯＮしている場合には、第１発光ダイオード３１Ａを点灯させる一方で、ＯＦＦしている場合には、第１発光ダイオード３１Ａを消灯させる。また、制御部２９は、フラグＢがＯＮしている場合には、第２発光ダイオード３１Ｂを点灯させる一方で、ＯＦＦしている場合には、第２発光ダイオード３１Ｂを消灯させる。また、制御部２９は、フラグＣがＯＮしている場合には、第３発光ダイオード３１Ｃを点灯させる一方で、ＯＦＦしている場合には、第３発光ダイオード３１Ｃを消灯させる。

図８は、制御部が行うフラグＡのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。制御部２９は、この処理が開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していれば、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、フラグＡをＯＮにセットして、ステップＳ１に処理を戻す。ステップＳ１において、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達していないことが確認された場合には、ステップＳ３に進み、ステップＳ３では、フラグＡをＯＦＦにセットして、ステップＳ１に処理を戻す。

すなわち、フラグＡは、レベルスイッチ８の検出結果がダイレクトに反映されるフラグになり、これによって、第１発光ダイオード３１Ａも、レベルスイッチ８の検出結果がダイレクトに反映される報知手段になる。

図９は、制御部が行うフラグＢのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。制御部２９は、この処理が開始されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、初期状態でＯＦＦにセットされるフラグＢのＯＮ・ＯＦＦ状態を確認し、ＯＦＦが確認された場合には、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していればステップＳ１３に進む一方で、達していなければステップＳ１１に処理を戻す。ステップＳ１３では、フラグＢをＯＮにセットし、タイマＢをセットして、予め定めた所定時間である切作動時間（例えば、１０秒等）のカウントダウンとを開始し、ステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１１において、フラグＢのＯＮ状態が確認された場合には、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していればステップＳ１５に進む一方で、達していなければステップＳ１６に処理を戻す。

ステップＳ１５では、タイマＢを再度セットして、再び、上記切作動時間からのカウントダウンを開始する。ステップＳ１６では、タイマＢを確認し、カウント中の状態（ステップＳ１３又はステップＳ１５でのカウント開始から切作動時間が経過していない状態）であれば、ステップＳ１１に処理を戻す一方で、カウントが終了している状態（ステップＳ１３又はステップＳ１５でのカウント開始から切作動時間が経過した状態）であれば、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、フラグＢをＯＦＦに設置して、ステップＳ１１に処理を戻す。

すなわち、フラグＢは、一度、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことが検出された場合、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達していない状態が、切作動時間、連続して検出されない限り、フラグＢのＯＮ状態を保持し、上記状態が、切作動時間、連続して検出された場合に初めて、フラグＢがＯＦＦ状態になる。このフラグＢのＯＮ・ＯＦＦに連動して、第２発光ダイオード３１Ｂも入切される。

図１０は、制御部が行うフラグＣのＯＮ・ＯＦＦ制御の処理内容を示すフロー図である。制御部２９は、この処理が開始されると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、初期状態でリセット状態である後述のタイマＣの状態を確認し、リセット状態を確認した場合には、ステップＳ２２に進む。ちなみに、フラグＣも初期状態のＯＦＦにセットされている。

ステップＳ２２では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していればステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、タイマＣをセットし、予め定めた所定時間である入作動時間（例えば、１０秒等）のカウントダウンとを開始し、ステップＳ２１に処理戻す。

ステップＳ２１において、タイマＣがカウント中であれば、ステップＳ２４に処理を進める。ステップＳ２４では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していればステップＳ２１に処理を戻す一方で、達していなければ、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、タイマＣをリセットして、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、フラグＣをＯＦＦにセットして、ステップＳ２１に処理を戻す。

ステップＳ２２において、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達していない状態が確認された場合にも、ステップＳ２６に進み、フラグＣがＯＦＦにセットされ、処理がステップＳ２１に戻される。

ステップＳ２１において、ステップＳ２３で、カウントを開始したタイマＣのカウントが終了していれば、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、レベルスイッチ８からの入力信号によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達しているか否かを確認し、達していればステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、フラグＣのＯＮ・ＯＦＦ状態を確認し、ＯＦＦ状態が確認された場合には、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、フラグＣをＯＮにセットして、ステップＳ２１に処理を戻す。ステップＳ２８において、フラグＣのＯＮ状態が確認された場合には、ステップＳ２１に処理を戻す。

また、ステップＳ２７において、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達していない状態が確認された場合には、ステップＳ２５→ステップＳ２６と処理が進み、タイマＣがリセットされるとともに、フラグＣがＯＦＦにセットされ、処理がステップＳ２１に戻される。

すなわち、フラグＣは、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達している状態が、上記入作動時間、連続して検出されない限り、ＯＮ状態にはならず、ＯＮ状態であっても、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達していない状態が一度でも検出されると、再び、ＯＦＦにセットされ、次に、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達している状態が、上記入作動時間、連続して検出されない限り、ＯＮ状態にはならない。このフラグＣのＯＮ・ＯＦＦに連動して、第３発光ダイオード３１Ｂも入切される。

このように作動する３つの発光ダイオード３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの発光パターンについて、説明すると、平地等の安定した場合に設置されているタンク２や、波が穏やかな場所に停泊している船舶に搭載されているタンク２では、液面１ａ側には、波がなく、フラットな面であるため、フラグＡのＯＮ・ＯＦＦを、第１発光ダイオード３１Ａの入切によって、確認すれば、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したか否かが容易に判断可能である。

しかし、波が荒い港に停泊している船舶に搭載されているタンク２では、タンク２内の液体１の液面１ａ側にも波が形成され、液面高さｈが安定せず、フラグＡがＯＮとＯＦＦとを繰返し、第１発光ダイオード３１Ａが点滅して、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したか否かを上手く判断できない。

この場合には、第１発光ダイオード３１Ａが点滅し（フラグＡがＯＮ・ＯＦＦを繰返し）、第２発光ダイオード３１Ｂが点灯している状態（フラグＢがＯＮ状態）であり、第３発光ダイオード３１Ｃが消灯している状態（フラグＣがＯＦＦ状態）が、望ましい状態であり、この際の巻尺７の繰出し量を測定すれば、正確な液面高さｈを求めることが可能になる。このように液面１ａ側に波が立っている状態で、フラグＣがＯＮ状態になる場合は、レベルスイッチ８が液体１内に深く挿入されている恐れがあり、正確な液面高さｈを求めることができないためである。

このように、タンク２内の液体１の液面１ａが穏やかでフラットな状態（静状態）と、波が立っている状態（動状態）とで、条件を切換えることにより、正確な液面高さｈを測定することが可能になる。

次に、図６に基づき、本発明の他の実施形態について、上述の形態と異なる点を説明する。

この実施形態では、上記制御部２９の入力側には、巻尺７の繰出し量を検知する繰出し量検知手段３２と、各種情報を入力する入力手段３３を設けている。一方、制御部２９の出力側には、各種情報を伝える情報出力手段の一種である表示手段３４と、巻取ドラム７及び制御ボックス９を、ケース枠４に対して回転駆動させる電動モータ等のアクチュエータ３６と、報知手段として機能し且つ制御ボックス９内等に設置されるバイブレータ等の振動手段３７と、ブザー音等を出力するスピーカ等の音出力手段３８とが接続されている。また、制御部２９は、各種情報を記憶する記憶部２９ａを有している。

上記の繰出し量検知手段３２は、巻取ドラム６のケース枠４に対する回転量や回転数を検出するポテンショメータや回転センサ等から構成されている。制御部２９は、レベルスイッチ８によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出した場合には、繰出し量検知手段３２によって、巻尺７の繰出し量を検知し、繰出し量又はアレージＸの値や、これらから求まる液面高さｈを、表示手段３４を介して、表示させてもよい。

また、記憶部２９ａに、上記タンク情報をタンク２の種類の毎に予め記憶させ、入力手段３３から、制御部２９に対して、タンク２の種類を特定する情報を入力可能としてもよい。この場合、制御部２９は、入力手段３３から入力された情報に基づいて、上記記憶部２９のタンク２の種類を特定し、繰出し量検知手段３２によって検知された繰出し量又はこの値から求まるアレージＸや液面高さｈから、上記タンク２の種類に対応するタンク情報に基づいて、該タンク２の液量を求め、これを、表示手段３４等で、測定作業者に伝えることが可能になる。

なお、レベルスイッチ８によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出する場合、単に、フラグＡの確認をしてもよいし、或いは、上記した通り、フラグＡ，フラグＢ及びフラグＣの情報を用いて、高精度に検出を行っても良い。

また、アクチュエータ３６を設けているため、先端部が液面１ａ側に達するまで、自動的に巻尺７の下方に繰出してもよい。具体的には、制御部２９は、上記アクチュエータ３６によって、巻取ドラム６が回転駆動されて巻尺７が繰出し作動している最中、レベルスイッチ８によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出した場合には、アクチュエータ３６による駆動を停止させ、上記巻尺７の繰出し作動を停止させ、この時点での、繰出し量を、測定作業者が目盛り７ａによって確認するか、或いは、繰出し量検知手段３２によって検知してもよい。

このような構成では、巻尺７の繰出し操作から、タンク２内の液体１の液面高さｈ若しくは液量の測定を略自動で行うことが可能になるため、利便性が高い。なお、レベルスイッチ８によって、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出する場合、上述の例と同様、単に、フラグＡの確認をしてもよいし、或いは、上記した通り、フラグＡ，フラグＢ及びフラグＣの情報を用いて、高精度に検出を行っても良い。

また、報知手段として、振動手段３７及び音出力手段３８を設けているので、発光ダイオード３Ａ，３Ｂ，３Ａによる報知に代えて、或いは、これに併せて、振動手段３７及び音出力手段３８による報知を行ってもよい。

具体的には、フラグＡのＯＮ・ＯＦＦのみに連動させて、報知の有無を切換えてもよいが、フラグＡのＯＮ・ＯＦＦ、フラグＢのＯＮ・ＯＦＦ、フラグＣのＯＮ・ＯＦＦが認識できるように、振動パターンや音の出力パターンを変化させてもよい。これによって、発光ダイオード３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる報知と同様の効果が期待できる。

この計測装置を用いた計測方法は、巻取ドラム６が回転可能に支持されたケース枠体４を、液面１ａの直上に位置させた状態で、巻取ドラム６に巻取られている巻尺７を、液面１ａ側に垂下げた状態で、順次繰出す工程と、前記巻尺７の先端部に設けられたレベルスイッチ８によって、該先端部が液面１ａ側に達したことを検出する工程と、巻尺７の先端部が液面１ａ側に達したことを検出した場合に、制御部２９が、繰出し量検知手段３２によって、繰出し量又はアレージＸを検知する工程と、取得した繰出し量及びアレージＸから、液面高さｈを求める工程と、液面高さｈから液量を求める工程とを有している。

次に、図６及び図１１に基づき、本発明の他の実施形態について、上述の形態と異なる点を説明する。

この実施形態では、制御部２９の入力側には、自身の位置情報を取得する位置情報取得手段３９が接続されている他、制御部２９は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを実装した通信手段４１を介して、インターネット等のグローバルはネットワーク４２と接続されている。ちなみに、位置情報取得手段３９は、具体的には、グローバル位置情報であるＧＰＳ情報を取得可能なＧＰＳセンサである。

一方、このネットワーク４２には、記憶装置等を有するＡＴ互換機である管理サーバ４３が接続されている。この管理サーバ４３と、制御部２９とは、ネットワーク４２を介して、通信可能に接続され、計測システムを構成している。

この計測システムでは、管理サーバ４３によって情報を管理している船舶に設置された各タンク２を、測定対象とし、この各タンク２内の液体の液面高さｈや液量を取得することを目的としている。

上述のタンク情報は、制御部２９の記憶部２９ａに記憶してもよいし、或いは、管理サーバ４３の記憶装置に記憶させてもよい。

図１１（Ａ）は停泊情報の構成を示す一覧表であり、（Ｂ）は船舶毎に用意された船舶情報の構成を示す一覧表である。管理サーバ４３の記憶装置には、停泊している複数の各船舶のグローバル位置情報及び船体向きに関する情報である停泊情報が記憶されるとともに、船舶に設置された各タンクの種類と設置位置に関する情報が含まれた船舶情報が、船舶毎に記憶装置に記憶されている。

停泊情報は、管理対象となっている各船舶について、そのグローバル位置情報と、船体向き情報とが、記憶された一覧表であり、船舶情報は、船舶に設置された各タンクについて、タンクの種類に関する情報と、該タンクの設置位置に関する情報とが、記憶された一覧表である。船舶のグローバル位置情報と、該船舶の船体向きと、該船舶の各タンクの設置位置の情報を利用すれば、この船舶の各タンクのグローバル位置情報を得ることが可能になる。

そして、測定作業者が、ある船舶に設置された一のタンク２に収容された液体１の液面高さｈ及び液量を測定する場合、まず、入力手段３３によって船舶を特定する情報である船舶特定情報を入力し、この船舶特定情報と自己（計測装置３）のグローバル位置情報とを、管理サーバ４３に送信するか、或いは、自己のグローバル位置情報のみを管理サーバ４３に送信する。

管理サーバ４３は、送られてくる船舶特定情報から、上記船舶を特定するか、或いは、計測装置のグローバル位置情報と船舶情報とから、上記船舶を特定する。そして、計測装置３のグローバル位置情報と、その船舶の船舶情報とから、上記一のタンク２の種類を特定する。

そして、タンク情報を管理サーバ４３が保持している場合、計測装置によって測定された繰出し量やアレージＸや液面高さｈの情報を、該計測装置から、管理サーバ４３に送信し、この情報と、特定されたタンク２の種類に対応するタンク情報から、該タンク２内の液体１の液量を求め、該液量を、計測装置に返信し、この情報を、計測装置が表示手段３４によって、出力する。

一方、タンク情報を計測装置が保持している場合、特定されたタンク２の種類を、管理サーバ４３から、計測装置に送信する。そして、計測装置は、計測装置３によって測定された繰出し量やアレージＸや液面高さｈの情報と、管理サーバ４３から受信したタンク２の種類に対応するタンク情報から、該タンク２内の液体１の液量を求め、該液量を表示手段３４によって、出力する。

このような計測システムによれば、ほぼ全ての作業がオートメーション化され、測定作業の効率が飛躍的に向上する。

１ 液体
２ タンク
３ 計測装置
４ ケース枠（枠体）
６ 巻取ドラム
７ 巻尺（繰出体）
７ａ 目盛り（測定手段）
８ レベルスイッチ（液面検出部，水位センサ）
８ａ 発振部
８ｂ 受振部
１９ 溝部
２１ カバー体
２１ａ 挿入部
２９ 制御部
２９ａ 記憶部
３１Ａ 第１発光ダイオード（報知手段、第１発光体、発行ダイオード、発光体）
３１Ｂ 第２発光ダイオード（報知手段、第１発光体、発行ダイオード、発光体）
３１Ｃ 第３発光ダイオード（報知手段、第１発光体、発行ダイオード、発光体）
３２ 繰出し量検知手段（測定手段、回転センサ、ポテンショメータ）
３３ 入力手段
３６ アクチュエータ（電動モータ）
３７ 振動手段（報知手段、バイブレータ）
３８ 音出力手段（報知手段、スピーカ）
３９ 位置情報取得手段（ＧＰＳセンサ）
４１ 通信手段
４２ ネットワーク
４３ 管理サーバ
ｈ 液面高さ

Claims (7)

1. タンク内に収容された液体の液面高さを、該液面の直上側から計測する計測装置であって、
   枠体に回転可能に支持された巻取ドラムと、
   巻取ドラムによって巻取られる帯状又は紐状の繰出体と、
   液面の直上に位置する巻取ドラムから繰出されて液面側に垂下った状態の繰出体における該繰出し量を測定する測定手段と、
   前記繰出体の繰出し側の端部である先端部に設けられ且つ該先端部が液面側に達したことを検出する液面検出部と、
   液面検出部の検出結果が入力される制御部とを備え、
   上記液体は石油であり、
   前記液面検出部は、垂下げられた繰出体によって、上下方向を向いた姿勢で、吊下げ支持される水位センサであり、
   水位センサにおける吊下げ側端部である先端部には、該吊下げ方向に開放された溝部が凹設され、
   該水位センサは、溝部内の空間に上記石油が介在している状態であるか否かを検知することにより、繰出体の繰出し側端部が上記液面側に達したことを検出するように構成され、
   前記水位センサは、その先端部における溝部を挟んだ一方側部分に、超音波を発振する発振部を設けるとともに、他方側部分に上記発振された超音波を受振する受振部を設け、発振部から受振部への超音波の伝播状態によって溝部内の空間に上記石油が介在している状態であるか否かを検知して前記繰出体の上記先端部が液面側に達したことを検出することにより、該石油の液面付近に気泡が発生するカプチーノ現象に起因した液面検出の精度低下を防止するように構成され、
   該制御部は、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合、液面側に達した繰出体の上記繰出し量を、測定手段である繰出し量検知手段によって検知するか、或いは、巻取ドラム又は枠体側に設けられた報知手段によって報知を行うことにより、測定手段による繰出し量の測定を促すように構成され、
   検知又は測定された上記繰出し量に基づいて、タンク内に収容された石油の液面高さを求める
   ことを特徴とする計測装置。
2. 未使用時に水位センサの先端部を覆うカバー体を設け、
   該カバー体の内面側に、水位センサへの装着時に溝部内に挿入される挿入部が一体的に形成され、
   カバー体における少なくとも挿入部を、超音波の伝播効率が空気に比べて良好な材料によって構成し、
   該挿入部の溝部内への挿脱によって、該水位センサの動作確認を行う
   請求項１に記載の計測装置。
3. 前記報知手段である発光体を複数設け、
   前記制御部は、液面検出部の検出状態に基づいて、複数の発光体の点灯及び消灯のパターンを変更する
   請求項１または２のうちのいずれかに記載の計測装置。
4. 前記繰出体を巻尺とすることにより、上記測定手段を構成するか、或いは
   前記巻取ドラムの回転を検出する回転センサ又は回転位置を検出するポテンショメータを、前記繰出し量検知手段として設けた
   請求項１から３のうちのいずれかに記載の計測装置。
5. 巻取ドラムを回転駆動させるアクチュエータを備え、
   上記制御部は、アクチュエータによって巻取ドラムが回転駆動されて繰出体が繰出し作動している最中、液面検出部によって、繰出体の先端部が液面側に達した状態を検出した場合には、アクチュエータによる駆動を停止させることにより、上記繰出体の繰出し作動を停止させる
   請求項１から４のうちのいずれかに記載の計測装置。
6. タンク内に収容された液体の液面高さを、該液面の直上側から計測する計測装置であって、
   枠体に回転可能に支持された巻取ドラムと、
   巻取ドラムによって巻取られる帯状又は紐状の繰出体と、
   液面の直上に位置する巻取ドラムから繰出されて液面側に垂下った状態の繰出体における該繰出し量を測定する測定手段と、
   前記繰出体の繰出し側の端部である先端部に設けられ且つ該先端部が液面側に達したことを検出する液面検出部と、
   液面検出部の検出結果が入力される制御部と、
   測定対象となっているタンクの種類を特定するための情報を入力する入力手段と、
   タンク内に収容された液体の液面高さと液量との関係を示すタンク情報が該タンクの種類毎に記憶された記憶部とを備え、
   該制御部は、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合、液面側に達した繰出体の上記繰出し量を、測定手段である繰出し量検知手段によって検知するか、或いは、巻取ドラム又は枠体側に設けられた報知手段によって報知を行うことにより、測定手段による繰出し量の測定を促すように構成され、
   前記制御部は、入力手段から入力される情報に基づいて、タンクの種類を特定し、記憶部から、特定された種類のタンク情報を取得し、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合には、繰出し量検知手段によって検知される上記繰出し量と、該取得したタンク情報とに基づいて、該タンク内の液体の液量を求める
   ことを特徴とする計測装置。
7. 請求項１から６のうちのいずれかに記載の計測装置と、
   ネットワークに接続され且つ記憶装置を有する管理サーバとを備え、
   測定対象となるタンクは停泊中の船舶に設置され、
   前記計測装置は、上記ネットワークを介した管理サーバとの通信を可能とする通信手段と、自身の位置情報を取得する位置情報取得手段とを有し、
   各船舶の停泊位置に関する情報である停泊情報が記憶装置に記憶されるとともに、船舶に設置された各タンクの種類と設置位置に関する情報が含まれた船舶情報が、船舶毎に記憶装置に記憶され、
   タンク内に収容された液体の液面高さと液量との関係を示すタンク情報が、該タンクの種類毎に記憶装置又は計測装置の記憶部に記憶され、
   前記管理サーバは、ネットワークを介して送られてくる計測装置の位置情報、或いは計測装置によって入力された船舶を特定するための情報に基づいて、船舶を特定し、計測装置から送られてくる該計測装置の位置情報及び該船舶の船舶情報に基づいて、タンクの種類を特定し、
   計測装置の制御部又は管理サーバは、特定された種類のタンク情報を取得し、上記液面検出部によって繰出体の先端部が液面側に達したことを検出した場合には、繰出し量検知手段によって検知される上記繰出し量と、該取得したタンク情報とに基づいて、該タンク内の液体の液量を求める
   ことを特徴とする測定システム。

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