JP6729141B2 - Liquid level position detector - Google Patents
Liquid level position detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP6729141B2 JP6729141B2 JP2016149439A JP2016149439A JP6729141B2 JP 6729141 B2 JP6729141 B2 JP 6729141B2 JP 2016149439 A JP2016149439 A JP 2016149439A JP 2016149439 A JP2016149439 A JP 2016149439A JP 6729141 B2 JP6729141 B2 JP 6729141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- propagating
- internal
- liquid
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、液面位置検出装置に関する。本発明は、特に、超音波を利用し、タンク内の液体の液面の位置を検出する液面位置検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid surface position detection device. The present invention particularly relates to a liquid surface position detection device that detects the position of the liquid surface of a liquid in a tank by using ultrasonic waves.
液面位置検出装置として、タンク内に超音波伝搬体を配置し、液体中の部分を伝搬する表面波の速度と、気体中の部分を伝搬する表面波の速度の差を利用して液面位置を検出する装置が知られている。このような超音波を利用した液面位置検出装置としては、例えば特許文献1が開示するものがある。
As a liquid surface position detecting device, an ultrasonic wave propagating body is placed in a tank, and the liquid surface is made by utilizing the difference between the speed of the surface wave propagating in the liquid and the speed of the surface wave propagating in the gas. Devices for detecting position are known. As a liquid surface position detecting device using such ultrasonic waves, there is one disclosed in
特許文献1に開示されている液面位置検出装置では、金属製の超音波伝搬体を長手方向が上下になるようにタンク内に配置し、超音波伝搬体の上端部に設けた超音波振動子を振動させる。特許文献1に開示されている液面位置検出装置では、超音波伝搬体の表面を伝搬する表面波を検出し、表面波の伝搬期間を測定する。特許文献1に開示されている液面位置検出装置では、液体接触部分を伝搬する表面波の速度が、液体から露出する露出部分を伝搬する表面波の速度よりも遅くなることを利用して、表面波の伝搬期間に応じて液面位置が検出される。
In the liquid level position detection device disclosed in
ここで、超音波伝播体を伝搬する表面波の速度は、超音波伝播体自身の温度に影響を受ける。すなわち、超音波伝播体自身の温度に起因して超音波伝搬体の密度が変化し、超音波伝播体を伝搬する表面波の速度が超音波伝搬体の密度によって変化する。そのため、超音波伝播体の温度を検出する温度センサを備えることが考えられるが、温度センサを備える場合には製造コストが上昇するという問題があった。 Here, the velocity of the surface wave propagating through the ultrasonic wave propagating body is affected by the temperature of the ultrasonic wave propagating body itself. That is, the density of the ultrasonic wave propagating body changes due to the temperature of the ultrasonic wave propagating body itself, and the velocity of the surface wave propagating through the ultrasonic wave propagating body changes depending on the density of the ultrasonic wave propagating body. Therefore, it is possible to provide a temperature sensor that detects the temperature of the ultrasonic wave propagating body, but when the temperature sensor is provided, there is a problem that the manufacturing cost increases.
この問題を解決するために、特許文献2に開示されている液面位置検出装置が提案されている。特許文献2に開示されている液面位置検出装置は、伝搬体の振動として、伝搬体の表面を伝搬する表面波を発生させると共に、伝搬体の内部を伝搬する内部伝搬波も発生させる。内部伝搬波が伝搬体の内部を伝搬する速度は、伝搬体が液体に接触している長さに影響されず、伝搬体の温度のみに影響される。特許文献2に開示されている液面位置検出装置では、内部伝搬波が伝搬体の内部を伝搬する速度によって、表面波が伝搬体の表面を伝搬する速度を補正する。その結果、特許文献2に開示されている液面位置検出装置では、温度センサを備えることを必要とせず、伝搬体の温度の影響を考慮することができる。 In order to solve this problem, the liquid surface position detection device disclosed in Patent Document 2 has been proposed. The liquid surface position detecting device disclosed in Patent Document 2 generates a surface wave propagating on the surface of the propagating body as the vibration of the propagating body and also an internal propagating wave propagating inside the propagating body. The speed at which the internal propagating wave propagates inside the propagating body is not affected by the length of contact of the propagating body with the liquid, but is affected only by the temperature of the propagating body. In the liquid surface position detection device disclosed in Patent Document 2, the speed at which the surface wave propagates on the surface of the propagating body is corrected by the speed at which the internal propagating wave propagates inside the propagating body. As a result, the liquid surface position detection device disclosed in Patent Document 2 does not need to include a temperature sensor, and can consider the influence of the temperature of the propagating body.
ところで、特許文献2では、内部伝搬波を反射するための内部伝搬波反射部を伝搬体に設けることが開示されている。本発明者らは、内部伝搬波反射部を伝搬体上の適切な位置に設けることによって内部伝搬波及び表面波の検出精度が向上することを、認識した。 By the way, Patent Document 2 discloses that the propagating body is provided with an internal propagating wave reflection portion for reflecting the internal propagating wave. The present inventors have recognized that the detection accuracy of the internal propagating wave and the surface wave is improved by providing the internal propagating wave reflector at an appropriate position on the propagating body.
本発明の1つの目的は、超音波を利用して、温度センサを用いることなく液面の位置を精度良く検出可能な液面位置検出装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。 An object of the present invention is to provide a liquid surface position detecting device that can detect the position of the liquid surface with high accuracy by using ultrasonic waves without using a temperature sensor. Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and preferred embodiments illustrated below, and the accompanying drawings.
本発明に従う第1の態様は、圧電素子に電圧を印加することによってこの圧電素子を振動させる振動発生部と、
前記圧電素子の振動を伝搬する伝搬体と、
前記振動が前記伝搬体の反射部で反射されて前記圧電素子に入力することを検出する振動検出部と、
前記伝搬体が浸される液体の液面の位置を決定する位置決定部と、
を備える液面位置検出装置であって、
前記伝搬体は、前記振動が前記伝搬体の表面を伝搬する表面波と、前記振動が前記伝搬体の内部を伝搬する内部伝搬波と、を伝搬し、
前記反射部は、表面波反射部と、内部伝搬波反射部と、を含み、
前記位置決定部は、前記振動が発生してから前記表面波が前記表面波反射部で反射されて前記圧電素子に入力するまでの期間である表面波伝搬期間に基づいて前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置を決定し、
前記位置決定部は、前記振動が発生してから前記内部伝搬波が前記内部伝搬波反射部で反射されて前記圧電素子に入力するまでの期間である内部伝搬波伝搬期間によって、前記表面波伝搬期間を補正し、
前記表面波反射部は、前記伝搬体の長手方向の2つの端部のうちの前記圧電素子から遠い側の端部であり、
前記内部伝搬波反射部は、前記内部伝搬波伝搬期間をn(nは1以上の整数)倍した期間が前記表面波伝搬期間と重ならないような、前記伝搬体上の位置に形成され、前記内部伝搬波伝搬期間を前記n倍した期間及び前記内部伝搬波伝搬期間をn+1倍した期間の双方が、前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置が最も高いときの前記表面波伝搬期間と前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置が最も低いときの前記表面波伝搬期間との間に含まれないような、前記伝搬体上の位置に形成されることを特徴とする液面位置検出装置に関する。
A first aspect according to the present invention is a vibration generating unit that vibrates a piezoelectric element by applying a voltage to the piezoelectric element,
A propagating body that propagates the vibration of the piezoelectric element,
A vibration detection unit that detects that the vibration is reflected by the reflection unit of the propagating body and is input to the piezoelectric element,
A position determining unit that determines the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed;
A liquid surface position detecting device comprising:
The propagating body propagates a surface wave in which the vibration propagates on a surface of the propagating body and an internal propagating wave in which the vibration propagates inside the propagating body,
The reflecting portion includes a surface wave reflecting portion and an internal propagating wave reflecting portion,
The position determining unit is immersed in the propagating body based on a surface wave propagation period, which is a period from when the vibration is generated to when the surface wave is reflected by the surface wave reflecting unit and is input to the piezoelectric element. Determining the position of the liquid surface of the liquid,
The position determining unit propagates the surface wave by an internal propagating wave propagation period which is a period from when the vibration is generated to when the internal propagating wave is reflected by the internal propagating wave reflecting unit and is input to the piezoelectric element. Correct the period,
The surface acoustic wave reflection portion is one of two end portions in the longitudinal direction of the propagating body, which is farther from the piezoelectric element.
The internal propagating wave reflector is formed at a position on the propagating body such that a period obtained by multiplying the internal propagating wave propagation period by n (n is an integer of 1 or more) does not overlap with the surface wave propagating period , The surface when the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed is highest in both the period in which the internal propagating wave propagation period is multiplied by n and the period in which the internal propagating wave propagation period is multiplied by n+1 as it not included between said surface wave propagation period when the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body and the wave propagation time is immersed lowest, Ru is formed at a position on the propagation member The present invention relates to a liquid level position detecting device.
内部伝搬波反射部を、内部伝搬波伝搬期間をn倍した期間が表面波伝搬期間と重ならないように設けることによって、反射された内部伝搬波と表面波とが干渉することが防止され、反射された内部伝搬波又は表面波のいずれが圧電素子に入力したのか区別される。 By providing the internal propagating wave reflection part so that the period obtained by multiplying the internal propagating wave propagation period by n does not overlap with the surface wave propagating period, it is possible to prevent the reflected internal propagating wave from interfering with the surface wave. It is distinguished whether the generated internal propagating wave or surface wave is input to the piezoelectric element.
このような条件を満たすように伝搬体上の位置に内部伝搬波反射部が形成されることによって、反射された内部伝搬波と表面波とが干渉することがない。 By forming the internal propagating wave reflector at the position on the propagating body so as to satisfy such a condition, the reflected internal propagating wave and the surface wave do not interfere with each other.
本発明に従う第3の態様では、第1の態様において、前記内部伝搬波反射部は、気体内での前記表面波の伝搬速度が前記液体内での前記表面波の伝搬速度よりも速いときには次の式(1)を満たすように前記伝搬体上の位置に形成される一方で、前記気体内での前記表面波の伝搬速度が前記液体内での前記表面波の伝搬速度よりも遅いときには次の式(2)を満たすように前記伝搬体上の位置に形成されてもよい。
ここで、
vsは、内部伝搬波の伝搬速度であり、
vrは、気体内での表面波の伝搬速度であり、
vlrは、液体内での表面波の伝搬速度であり、
L1は、伝搬体における、圧電素子に近い側の端部から内部伝搬波反射部までの長さであり、
L2は、伝搬体の全長であり、
L3は、伝搬体における、圧電素子に近い側の端部から液体の液面の位置が最も高いときの液面の位置までの長さである。
In a third aspect according to the present invention, in the first aspect, the internal propagating wave reflection unit is configured to perform the following when the propagation velocity of the surface wave in the gas is higher than the propagating velocity of the surface wave in the liquid. While being formed at a position on the propagating body so as to satisfy the equation (1), the propagation speed of the surface wave in the gas is slower than the propagation speed of the surface wave in the liquid. May be formed at a position on the propagating body so as to satisfy the equation (2).
here,
vs is the propagation velocity of the internal propagating wave,
vr is the propagation velocity of the surface wave in the gas,
vlr is the propagation velocity of the surface wave in the liquid,
L1 is the length from the end of the propagating body closer to the piezoelectric element to the internal propagating wave reflection portion,
L2 is the total length of the propagator,
L3 is the length from the end of the propagating body on the side closer to the piezoelectric element to the position of the liquid surface when the position of the liquid surface is the highest.
式(1)を満たすようなL1の範囲内で、伝搬体に内部伝搬波反射部を形成することによって、内部伝搬波伝搬期間をn倍した期間が、伝搬体が浸される液体の液面の位置が検出範囲内にあるときの表面波と重ならない。 By forming the internal propagating wave reflection portion in the propagating body within the range of L1 that satisfies the formula (1), the period of n times the internal propagating wave propagation period is the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed. Does not overlap with the surface wave when the position of is within the detection range.
本発明に従う第4の態様では、第3の態様において、前記内部伝搬波伝搬期間をn+1倍した時点において前記内部伝搬波反射部で反射されて前記圧電素子に入力する、前記内部伝搬波の振幅が所定の振幅よりも小さいときには、
前記内部伝搬波反射部は、前記式(1)の代わりに次の式(3)を満たすように、あるいは前記式(2)の代わりに次の式(4)を満たすように、前記伝搬体上の位置に形成されてもよい。
The internal propagating wave reflection unit is configured to satisfy the following formula (3) instead of the formula (1) or the following formula (4) instead of the formula (2). It may be formed at the upper position.
内部伝搬波伝搬期間をn+1倍した時点において内部伝搬波反射部で反射されて圧電素子に入力する、内部伝搬波の振幅が所定の振幅よりも小さいときには、式(3)又は式(4)を満たすようなL1の範囲内で、伝搬体に内部伝搬波反射部を形成することによっても、伝搬体が浸される液体の液面の位置が検出範囲内にあるときの表面波と重ならない。 When the amplitude of the internal propagating wave, which is reflected by the internal propagating wave reflector and is input to the piezoelectric element at the time when the internal propagating wave propagation period is multiplied by n+1, is smaller than a predetermined amplitude, Equation (3) or (4) is used. Even if the internal propagating wave reflector is formed in the propagating body within the range of L1 to be satisfied, the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed does not overlap with the surface wave when the liquid level is within the detection range.
本発明に従う第5の態様では、第1から第4の態様において、前記伝搬体における、前記圧電素子に近い側の端部から前記内部伝搬波反射部までの長さが、前記伝搬体の全長の半分よりも長いときには、前記nは1であってもよい。 In a fifth aspect according to the present invention, in the first to fourth aspects, the length from the end of the propagating body closer to the piezoelectric element to the internal propagating wave reflecting portion is the total length of the propagating body. N may be 1 when it is longer than half of
内部伝搬波は、内部伝搬波反射部で反射される回数が増える程、減衰して振幅が小さくなる。すなわち、内部伝搬波が内部伝搬波反射部で反射される回数であるnが1であるときが、圧電素子に入力する内部伝搬波の振幅が最も大きく、振動検出部による検出が容易である。 The internal propagating wave is attenuated and its amplitude becomes smaller as the number of times of reflection by the internal propagating wave reflecting section increases. That is, when n, which is the number of times the internal propagating wave is reflected by the internal propagating wave reflecting section, is 1, the amplitude of the internal propagating wave input to the piezoelectric element is the largest, and the detection by the vibration detecting section is easy.
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。 The preferred embodiments described below are used to facilitate an understanding of the present invention. Therefore, those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.
《1.全体の構成の例》
図1に示すように、液面位置検出装置10は、容器70に貯留された液体80の液面81の位置を検出する装置である。容器70は、例えば燃料タンクであり、液体80は、例えばガソリンである。ガソリンの使用、給油に伴い、液面81の位置は上下に移動する。なお、容器70は燃料タンクに限定されず、液体80を貯留できれば一般的な容器であってもよい。また、液体80はガソリンに限定されず、アルコール等の燃料や水等でもよく、いずれの液体であっても差し支えない。
<<1. Example of overall configuration>>
As shown in FIG. 1, the liquid surface
液面位置検出装置10は、伝搬体20と、圧電素子31と、振動発生部32と、振動検出部33と、位置決定部40と、を備える。伝搬体20と、圧電素子31と、振動発生部32と、振動検出部33と、位置決定部40とは、ケース50の内部に収納されている。ケース50は、容器70に固定されている。
The liquid surface
伝搬体20は、樹脂材料からなる。樹脂材料は、例えばポリフェニレンスルファイド(PPS)である。伝搬体20の材料をPPSとすることで、超音波(表面波W2、内部伝搬波W1)を良好に伝搬することができる。なお、樹脂材料はPPSに限定されず、超音波を伝搬できれば他の一般的な樹脂であっても差し支えない。
The propagating
伝搬体20は、上下に長い四角柱形状である。しかしながら、伝搬体20の形状は四角柱に限定されず、円柱、三角柱等、上下に長い柱形状であれば他の形状であっても差し支えない。伝搬体20が上下に長い形状であることによって、液体80に浸ることができる。
The propagating
伝搬体20は、長手方向の途中に切り欠いた溝21を備えている。この溝21は、内部伝搬波を反射する内部伝搬波反射部22を備えている。また、伝搬体20の2つの端部24,25のうち、圧電素子31から遠い側の端部24は表面波を反射する。伝搬体20の圧電素子31から遠い側の端部24を、表面波反射部24とも呼び、内部伝搬波反射部22と表面波反射部24とを合わせて伝搬体20の反射部とも呼ぶ。
The propagating
圧電素子31は、伝搬体20の、圧電素子31から近い側の端部25から圧電素子31から遠い側の端部24まで溝21が設けられていない表面(表面そのものと表面から伝搬体20の厚さよりも短い所定の深さまでの領域とを含む)である、主面26から圧電素子31の一部が迫り出すように配置されている。また、圧電素子31の底面がケース50の底部の上面に密着すると共に、伝搬体20の圧電素子31から近い側の端部25がケース50の底部の下面に密着する。これによって、伝搬体20に表面波W2と内部伝搬波W1を発生させるとともに、表面波W2と内部伝搬波W1を検出することができる。
The
圧電素子31は振動することによってケース50の底部を介して伝搬体20に振動を与え、伝搬体20の主面26に表面波W2を発生させるとともに、伝搬体20の内部に内部伝搬波W1を発生させる。さらに圧電素子31は、伝搬体20の端部24で反射された表面波W2と、内部伝搬波反射部22で反射された内部伝搬波W1とを検出し電圧に変換する。なお、表面波W2はレイリー波(気体内で伝搬する表面波)と漏洩レイリー波(液体内で伝搬する表面波)とを含み、内部伝搬波W1は横波を含む。また、一般的に、内部伝搬波W1が伝搬体20を伝搬する速度である内部伝搬波伝搬速度は、表面波W2が伝搬体20を伝搬する速度である表面波伝搬速度よりも速い。また、圧電素子31が伝搬体20と直接接触する構造とすることもできる。このような構造にすることによって、内部伝搬波W1及び表面波W2を伝搬体20により強い振幅で伝えることができる作用が期待できる。
When the
振動発生部32は、圧電素子31に電圧を印加することによって圧電素子31を振動させるように構成されている。例えば、振動発生部32は、位置決定部40が所定周期で出力する駆動信号に応じて圧電素子31に電圧を印加する。
The
振動検出部33は、表面波W2又は内部伝搬波W1が、伝搬体20の反射部である内部伝搬波反射部22又は表面波反射部24によって反射されて圧電素子31に入力するときに、圧電素子31によって出力される電圧を検出するように構成されている。振動検出部33は、例えば、電圧を検出するときに検出信号を位置決定部40に対して出力してもよい。なお、図1に示される例において、振動発生部32及び振動検出部33が別体として構成されているが、これに限定されず、振動発生部32及び振動検出部33が一体として構成されていてもよい。
The
位置決定部40は、例えばマイクロコンピュータ(マイコン)によって構成されており、CPU(Central Processing Unit)等で構成される処理部41とRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等で構成される記憶部42とを少なくとも備える。位置決定部40は、伝搬体20が浸される液体80の液面81の位置を決定するが、詳しい説明は後述する。
The
図1に示される例においては、位置決定部40はケース50の内部に備えられているが、これに限定されず、位置決定部40をケース50の外部に配置された外部装置に設けてもよい。また、位置決定部40が、振動発生部32と振動検出部33との少なくとも1つを含んでいてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
《2.動作の例》
図2及び図3を参照して、液面位置検出装置10の動作の例を説明する。まず、図2を参照して、液面81の高さを算出する基本原理を説明する。概略を説明すると、液面81の高さは、表面波W2の表面波伝搬期間T2と内部伝搬波W1の内部伝搬波伝搬期間T1から求められる。以下、詳細に説明する。
<<2. Example of operation>>
An example of the operation of the liquid surface
前提として、伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度と、液体内での表面波伝搬速度とは異なる。また、気体内での表面波伝搬速度と、液体内での表面波伝搬速度とで、どちらが速くなるのかについては、伝搬体20の材料によって決まる。図2は、伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度が液体内での表面波伝搬速度よりも速い材料によって構成されているときの例を示す。
As a premise, the propagating
図2の上側には、液面81の位置が低い状況において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Lが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。また、図2の下側には、液面81の位置が高い状況において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Hが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。
On the upper side of FIG. 2, when the position of the
図2に示される時点t0は、振動W0が発生した時点、すなわち位置決定部40が駆動信号を出力した時点である。上述したように、振動W0が発生することによって、伝搬体20が内部伝搬波W1及び表面波W2を伝搬する。図2に示される時点t1は、内部伝搬波W1が内部伝搬波反射部22で反射されて圧電素子31に入力した時点である。図2に示される期間T1は、時点t0から時点t1までの期間である内部伝搬波伝搬期間T1である。
A time point t0 shown in FIG. 2 is a time point when the vibration W0 occurs, that is, a time point when the
図2に示される時点t2−Lは、液面81の位置が低い状況において、表面波W2−Lが表面波反射部24で反射されて圧電素子31に入力した時点である。また、図2に示される時点t2−Hは、液面81の位置が高い状況において、表面波W2−Hが表面波反射部24で反射されて圧電素子31に入力した時点である。
A time point t2-L shown in FIG. 2 is a time point when the surface wave W2-L is reflected by the surface
図2に示される例においては、気体内での表面波伝搬速度が液体内での表面波伝搬速度よりも速いため、時点t2−Lは時点t2−Hよりも早い時点となる。その結果、時点t0から時点t2−Lまでの期間である表面波伝搬期間T2−Lは、時点t0から時点t2−Hまでの期間である表面波伝搬期間T2−Hよりも短い期間となる。このように、図2に示される例においては、液面81の位置が低いほど表面波伝搬期間T2が短くなり、液面81の位置が高いほど表面波伝搬期間T2が長くなる。このことを利用して、位置決定部40は、記憶部42に記憶されている、表面波伝搬期間T2と液面81の位置との関係を示す演算式又はテーブル等を、処理部41が演算又は参照することによって、表面波伝搬期間T2に応じた液面81の位置を決定することができる。
In the example shown in FIG. 2, since the surface wave propagation velocity in the gas is higher than the surface wave propagation velocity in the liquid, the time point t2-L is earlier than the time point t2-H. As a result, the surface wave propagation period T2-L, which is the period from time t0 to time t2-L, is shorter than the surface wave propagation period T2-H, which is the period from time t0 to time t2-H. Thus, in the example shown in FIG. 2, the lower the position of the
ところで、内部伝搬波伝搬速度及び表面波伝搬速度は、伝搬体20の温度に影響を受ける。すなわち、伝搬体20の温度に起因して伝搬体20の密度が変化し、内部伝搬波伝搬速度及び表面波伝搬速度が伝搬体20の密度及び/又は弾性率によって変化する。ここで、内部伝搬波W1は伝搬体20の内部を進むため、内部伝搬波伝搬速度(内部伝搬波伝搬期間T1)は、伝搬体20が液体80に浸かっている長さに影響されずに、伝搬体20の温度のみに影響を受けるものである。
By the way, the internal propagating wave propagation velocity and the surface wave propagating velocity are affected by the temperature of the propagating
そのため、内部伝搬波W1の内部伝搬波伝搬期間T1から、位置決定部40の記憶部42に記憶した温度条件を参照し、伝搬体20の温度を求める。伝搬体20の温度に基づいて、所定の補正係数等を考慮した補正手法を用いて、表面波W2の表面波伝搬期間T2を補正する。位置決定部40が、補正後の表面波伝搬期間T2に応じた液面81の位置を決定することによって、伝搬体20の温度を考慮した精度の高い液面81の位置を決定することができる。
Therefore, the temperature of the propagating
続いて、図3を参照して、液面位置検出装置10の一連の動作を説明する。ステップST01では、振動発生部32が振動W0を発生させる。ステップST02では、位置決定部40が、圧電素子31が反射された内部伝搬波W1を入力したか否かを判定する。ステップST02の判定がYESのときにはフローはステップST03に進み、ステップST02の判定がNOのときにはフローはステップST01に進む。
Next, with reference to FIG. 3, a series of operations of the liquid surface
ステップST03では、位置決定部40は、内部伝搬波伝搬期間T1を取得する。ステップST04では、位置決定部40は、内部伝搬波伝搬期間T1に基づいて伝搬体20の温度を決定する。ステップST05では、位置決定部40が、圧電素子31が反射された表面波W2を入力したか否かを判定する。ステップST05の判定がYESのときにはフローはステップST06に進み、ステップST05の判定がNOのときにはフローはステップST01に進む。
In step ST03, the
ステップST06では、位置決定部40は、表面波伝搬期間T2を取得する。ステップST07では、位置決定部40は、ステップST04で決定した伝搬体20の温度に基づいて表面波伝搬期間T2を補正する。ステップST08では、位置決定部40は、補正後の表面波伝搬期間T2に応じた液面81の位置を決定する。ステップST08の処理が完了すると、フローは終了する。
In step ST06, the
《3.内部伝搬波反射部の位置》
以下、伝搬体20において、内部伝搬波反射部22を設ける適切な位置について説明する。まず、その前提として、伝搬体20に内部伝搬波反射部22を設ける理由について説明する。
<<3. Position of internal propagating wave reflector>>
Hereinafter, in the propagating
上述したように、伝搬体20を伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2は、圧電素子31の同一の振動によって発生し、伝搬体20の反射部で反射してそれぞれ圧電素子31に入力する。圧電素子31は、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2を入力したときに電圧を出力する。振動検出部33は、圧電素子31によって出力される電圧を検出し、検出信号を位置決定部40に対して出力する。
As described above, the internal propagating wave W1 and the surface wave W2 propagating in the propagating
ここで、振動検出部33及び位置決定部40は、圧電素子31に入力する振動(波)が、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれであるかを区別することができない。そのため、振動が発生してから反射された内部伝搬波W1及び表面波W2が圧電素子31に入力するまでの予想期間を含むタイミングデータが、例えば位置決定部40の記憶部42等に予め記憶されている。例えば位置決定部40は、タイミングデータを参照して、振動が発生してから検出信号を入力するまでの期間に基づいて、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかを判定する。
Here, the
ところで、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とが例えば干渉したときには、位置決定部40による反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかの正確な判定が困難になる。そこで、内部伝搬波W1が伝搬体20を伝搬する長さと表面波W2が伝搬体20を伝搬する長さとが異なる長さとなるように、伝搬体20に内部伝搬波反射部22を設けている。その結果、伝搬体20上の適切な位置に内部伝搬波反射部22を設けることによって、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とが干渉することが防止され、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかを位置決定部40が正確に判定することができる。
By the way, when the reflected internal propagating wave W1 and the surface wave W2 interfere with each other, for example, it is possible to accurately determine which of the internal propagating wave W1 and the surface wave W2 reflected by the
次に、図4を参照して、伝搬体20において、内部伝搬波反射部22を設ける適切な位置について説明する。図4には、伝搬体20、圧電素子31及び液面81が模式的に示されている。
Next, with reference to FIG. 4, an appropriate position in the propagating
図4に示されている長さL1は、圧電素子31から近い側の伝搬体20の端部25から伝搬体20上の内部伝搬波反射部22までの長さを示す。図4に示されている長さL2は、圧電素子31から近い側の伝搬体20の端部25から圧電素子31から遠い側の伝搬体20の端部24までの長さ、すなわち伝搬体20の長手方向の全長を示す。図4に示されている長さL3は、圧電素子31から近い側の伝搬体20の端部25から、液面81の位置が最も高い状態における液面81の位置までの長さを示す。なお、液面81の位置が最も高い状態とは、例えば液体80が容器70の満タン位置まで貯留されている状態である。また、長さL2及び長さL3は、例えば容器70の深さ等の仕様によって定まる長さである。
The length L1 shown in FIG. 4 indicates the length from the
図4に示されるように、長さL1が長さL2よりも短ければ、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とが干渉しないようにも考えられる。しかしながら、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とは、圧電素子31から近い側の伝搬体20の端部25(及び圧電素子31)によってさらに反射される。そのため、長さL1によっては、例えば、反射された表面波W2が最初に圧電素子31に入力するときに、複数回反射された内部伝搬波W1と干渉して圧電素子31に入力する状況が発生し得る。この状況においても、位置決定部40による反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかの判定が困難になる。
As shown in FIG. 4, if the length L1 is shorter than the length L2, it can be considered that the reflected internal propagation wave W1 and the surface wave W2 do not interfere with each other. However, the reflected internal propagating wave W1 and surface wave W2 are further reflected by the end portion 25 (and the piezoelectric element 31) of the propagating
以下、図5及び図6を参照して、この状況も考慮した、内部伝搬波反射部22を伝搬体20上の適切な位置に設けるための条件を説明する。内部伝搬波反射部22を伝搬体20上の適切な位置に設けるための条件は、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも速いときと遅いときとで異なる。まずは、図5を参照して、伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも速い材料によって構成されているときの条件を説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the conditions for providing the internal propagating
図5及び図6に示されている符号のうち図2に示されている符号と同一の符号については、図2を参照して上述した用語と同一の用語を指している。したがって、図5及び図6に示されている符号のうち図2に示されている符号と同一の符号についての説明は省略する。 Of the reference numerals shown in FIGS. 5 and 6, the same reference numerals as those shown in FIG. 2 indicate the same terms as those described above with reference to FIG. Therefore, of the reference numerals shown in FIGS. 5 and 6, the same reference numerals as those shown in FIG. 2 will be omitted.
図5の上側には、液面81の位置が最も低い状態において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Eが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。液面81の位置が最も低い状態とは、例えば液体80が容器70の最低ラインの位置より下回っている状態である。すなわち、図5の上側に示される状況において、伝搬体20は液体80に浸っていない。また、図5の下側には、液面81の位置が最も高い状況において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Fが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。すなわち、図5の下側に示される状況において、伝搬体20は図4に示されるL3より下側が液体80に浸っている。
On the upper side of FIG. 5, the internal propagating wave W1 and the surface wave W2-E propagated by the propagating
図5に示されるnW1は、t0から内部伝搬波伝搬期間T1をn(nは1以上の整数)倍した期間nT1が経過した時点nt1において、圧電素子31に入力する反射された内部伝搬波である。すなわち、nW1は、内部伝搬波反射部22でn回反射されて圧電素子31に入力する内部伝搬波である。
NW1 shown in FIG. 5 is a reflected internal propagating wave input to the
図5に示される時点t2−Eは、表面波W2−Eが表面波反射部24で反射されて圧電素子31に入力した時点である。図5に示される時点t2−Fは、表面波W2−Fが表面波反射部24で反射されて圧電素子31に入力した時点である。なお、時点t2−E及び時点t2−Fは、表面波W2−E及び表面波W2−Fが表面波反射部24で1回反射されて圧電素子31に入力するそれぞれの時点である。また、内部伝搬波nW1及び時点nt1におけるnは、時点t2−Eの直前で圧電素子31に入力する内部伝搬波が内部伝搬波反射部22で反射された回数である。
A time point t2-E shown in FIG. 5 is a time point when the surface wave W2-E is reflected by the surface
図5に示される例において、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも速いため、時点t2−Eは時点t2−Fよりも早い時点となっている。その結果、時点t0から時点t2−Eまでの期間である、液面81の位置が最も低い状態の表面波伝搬期間T2−Eは、液面81の位置が最も高い状態の表面波伝搬期間T2−Fよりも長くなる。
In the example shown in FIG. 5, the surface wave propagation velocity vr in the gas is faster than the surface wave propagation velocity vlr in the liquid, so that the time point t2-E is earlier than the time point t2-F. As a result, the surface wave propagation period T2-E in which the position of the
図5に示される(n+1)W1は、内部伝搬波nW1よりも1回多く内部伝搬波反射部22で反射されて圧電素子31に入力する内部伝搬波である。図5に示される時点(n+1)t1は、内部伝搬波(n+1)W1が圧電素子31に入力する時点、すなわちt0から内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1が経過した時点である。
(N+1)W1 shown in FIG. 5 is an internal propagating wave that is reflected by the internal propagating
図5に示される例では、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない。このような条件を満たすように伝搬体20上の位置に内部伝搬波反射部22が形成されることによって、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかを位置決定部40が正確に判定することができる。
In the example shown in FIG. 5, the internal propagating wave nW1 does not overlap the surface wave W2-E and the surface wave W2-F, or the surface wave W2 between the surface waves W2-E and W2-F. By forming the internal propagating
また、図5に示される例では、内部伝搬波伝搬期間T1をn倍した期間nT1及び内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1の双方が、液面81の位置が最も低いときの表面波伝搬期間T2−Eと液面81の位置が最も高いときの表面波伝搬期間T2−Fとの間に含まれない。このような条件を満たすように伝搬体20上の位置に内部伝搬波反射部22が形成されることによって、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とが干渉することがない。
In the example shown in FIG. 5, the position of the
伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも速い材料によって構成されているときに、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない条件は、次の式(5)且つ式(6)が成立することである。
When the propagating
ここで、期間=長さ/速度、の関係が成立するため、式(5)は次の式(7)となり、式(6)は次の式(8)となる。ただし、式中、vsは内部伝搬波W1の伝搬速度であり、vrは気体内での表面波W2の伝搬速度であり、vlrは液体80内での表面波W2の伝搬速度である。 Here, since the relationship of period=length/speed holds, the equation (5) becomes the following equation (7), and the equation (6) becomes the following equation (8). However, in the formula, vs is the propagation velocity of the internal propagating wave W1, vr is the propagating velocity of the surface wave W2 in the gas, and vrr is the propagating velocity of the surface wave W2 in the liquid 80.
式(7)及び式(8)をL1に関する不等式として整理することによって式(9)が得られる。 Equation (9) is obtained by rearranging Equations (7) and (8) as inequalities regarding L1.
式(9)を満たすようなL1の範囲内で、伝搬体20に内部伝搬波反射部22を形成することによって、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない。且つ、内部伝搬波伝搬期間T1をn倍した期間nT1及び内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1の双方が、液面81の位置が最も低いときの表面波伝搬期間T2−Eと液面81の位置が最も高いときの表面波伝搬期間T2−Fとの間に含まれない。
By forming the internal propagating
続いて、図6を参照して、伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも遅い材料によって構成されているときの条件を説明する。以下、図5を参照して説明した、伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも速い材料によって構成されているときの条件と同じ内容については説明を省略する。
Next, with reference to FIG. 6, a condition when the propagating
図6の上側には、液面81の位置が最も高い状況において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Fが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。また、図6の下側には、液面81の位置が最も低い状態において、振動を発生させたことによって伝搬体20が伝搬する内部伝搬波W1及び表面波W2−Eが反射して圧電素子31に入力する様子が示されている。
On the upper side of FIG. 6, when the position of the
図6に示される例においては、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも遅いため、時点t2−Eは時点t2−Fよりも遅い時点となっている。その結果、時点t0から時点t2−Eまでの期間である、液面81の位置が最も低い状態の表面波伝搬期間T2−Eは、液面81の位置が最も高い状態の表面波伝搬期間T2−Fよりも短くなっている。
In the example shown in FIG. 6, since the surface wave propagation velocity vr in the gas is slower than the surface wave propagation velocity vlr in the liquid, the time point t2-E is later than the time point t2-F. .. As a result, the surface wave propagation period T2-E in which the position of the
図6に示される例においても図5に示される例と同様に、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない。このような条件を満たすように伝搬体20上の位置に内部伝搬波反射部22が形成されることによって、反射された内部伝搬波W1又は表面波W2のいずれが圧電素子31に入力したのかを位置決定部40が正確に判定することができる。
In the example shown in FIG. 6, as in the example shown in FIG. 5, the internal propagating wave nW1 is the surface wave W2-E and the surface wave W2-F, or between the surface wave W2-E and the surface wave W2-F. Surface wave W2 does not overlap. By forming the internal propagating
また、図6に示される例においても図5に示される例と同様に、内部伝搬波伝搬期間T1をn倍した期間nT1及び内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1の双方が、液面81の位置が最も低いときの表面波伝搬期間T2−Eと液面81の位置が最も高いときの表面波伝搬期間T2−Fとの間に含まれない。このような条件を満たすように伝搬体20上の位置に内部伝搬波反射部22が形成されることによって、反射された内部伝搬波W1と表面波W2とが干渉することがない。
Also in the example shown in FIG. 6, both the period nT1 obtained by multiplying the internal propagation wave propagation period T1 by n and the period (n+1)T1 obtained by multiplying the internal propagation wave propagation period T1 by n+1, as in the example shown in FIG. Is not included between the surface wave propagation period T2-E when the position of the
伝搬体20が、気体内での表面波伝搬速度vrが液体内での表面波伝搬速度vlrよりも遅い材料によって構成されているときに、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない条件は、次の式(10)且つ式(11)が成立することである。
When the propagating
式(10)及び式(11)を、上述した式(5)及び式(6)と同様に変形した後、L1に関する不等式として整理することによって式(12)が得られる。 Equation (12) is obtained by modifying Equations (10) and (11) in the same manner as Equations (5) and (6) described above, and then rearranging them as inequalities regarding L1.
式(12)を満たすようなL1の範囲内で、伝搬体20に内部伝搬波反射部22を形成することによって、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない。且つ、内部伝搬波伝搬期間T1をn倍した期間nT1及び内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1の双方が、液面81の位置が最も低いときの表面波伝搬期間T2−Eと液面81の位置が最も高いときの表面波伝搬期間T2−Fとの間に含まれない。
By forming the internal propagating
図5及び図6に示される例において、内部伝搬波(n+1)W1の振幅が所定の振幅よりも小さいときには、内部伝搬波反射部22は、式(9)の代わりに次の式(13)あるいは式(12)の代わりに次の式(14)を満たすようなL1に範囲内に設けられてもよい。なお、内部伝搬波(n+1)W1の振幅が所定の振幅よりも小さいときとは、例えば、振動検出部33が、圧電素子31が出力する電圧を正確に検出できない程度、圧電素子31に入力する内部伝搬波の振幅が小さくなるときである。
In the example shown in FIGS. 5 and 6, when the amplitude of the internal propagating wave (n+1)W1 is smaller than the predetermined amplitude, the internal propagating
内部伝搬波(n+1)W1の振幅が所定の振幅よりも小さいときには、式(13)又は式(14)を満たすようなL1の範囲内で、伝搬体20に内部伝搬波反射部22を形成することによっても、内部伝搬波nW1が表面波W2−E及び表面波W2−F、又は表面波W2−Eと表面波W2−Fとの間の表面波W2と重ならない。また、内部伝搬波伝搬期間T1をn倍した期間nT1及び内部伝搬波伝搬期間T1をn+1倍した期間(n+1)T1の双方が、液面81の位置が最も低いときの表面波伝搬期間T2−Eと液面81の位置が最も高いときの表面波伝搬期間T2−Fとの間に含まれない。
When the amplitude of the internal propagating wave (n+1)W1 is smaller than the predetermined amplitude, the internal propagating
また、図5及び図6に示される例において、L1の長さがL2の長さの半分の長さよりも長いときには、nは1となる。内部伝搬波W1は、内部伝搬波反射部22で反射される回数が増える程、振幅が小さくなる。すなわち、内部伝搬波W1が内部伝搬波反射部22で反射される回数であるnが1であるときが、圧電素子31に入力する内部伝搬波W1の振幅が最も大きく、位置決定部40による検出が容易である。
Further, in the example shown in FIGS. 5 and 6, n is 1 when the length of L1 is longer than half the length of L2. The amplitude of the internal propagating wave W1 becomes smaller as the number of times of reflection by the internal propagating
また、内部伝搬波反射部22で反射される回数が増える程、内部伝搬波W1の振幅が小さくなるため、内部伝搬波反射部22で反射される回数、すなわちnは5以内が好ましい。
Further, as the number of times reflected by the internal propagating
本実施形態では、内部伝搬波反射部22を切り欠いた溝21によって構成したが、本実施形態に限定されるものではなく、内部伝搬波W1が反射する構成であればよい。内部伝搬波W1が反射する構成は、例えば、貫通穴、伝搬体20の一部分を底面まで切り欠き鍵状に形成したもの、ビス止め、溝21に別の部材を嵌め込んだものであってもよい。また、溝21に嵌め込まれる別の部材は、樹脂又は金属であってもよい。
In the present embodiment, the internal propagating
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。 The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and those skilled in the art can easily modify the above-described exemplary embodiments to the scope included in the claims. ..
10・・・液面位置検出装置、20・・・伝搬体、21・・・溝、22・・・内部伝搬波反射部、24・・・表面波反射部、31・・・圧電素子、32・・・振動発生部、33・・・振動検出部、40・・・位置決定部、50・・・ケース、70・・・容器、80・・・液体、81・・・液面、W1・・・内部伝搬波、W2・・・表面波。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧電素子の振動を伝搬する伝搬体と、
前記振動が前記伝搬体の反射部で反射されて前記圧電素子に入力することを検出する振動検出部と、
前記伝搬体が浸される液体の液面の位置を決定する位置決定部と、
を備える液面位置検出装置であって、
前記伝搬体は、前記振動が前記伝搬体の表面を伝搬する表面波と、前記振動が前記伝搬体の内部を伝搬する内部伝搬波と、を伝搬し、
前記反射部は、表面波反射部と、内部伝搬波反射部と、を含み、
前記位置決定部は、前記振動が発生してから前記表面波が前記表面波反射部で反射されて前記圧電素子に入力するまでの期間である表面波伝搬期間に基づいて前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置を決定し、
前記位置決定部は、前記振動が発生してから前記内部伝搬波が前記内部伝搬波反射部で反射されて前記圧電素子に入力するまでの期間である内部伝搬波伝搬期間によって、前記表面波伝搬期間を補正し、
前記表面波反射部は、前記伝搬体の長手方向の2つの端部のうちの前記圧電素子から遠い側の端部であり、
前記内部伝搬波反射部は、前記内部伝搬波伝搬期間をn(nは1以上の整数)倍した期間が前記表面波伝搬期間と重ならないような、前記伝搬体上の位置に形成され、前記内部伝搬波伝搬期間を前記n倍した期間及び前記内部伝搬波伝搬期間をn+1倍した期間の双方が、前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置が最も高いときの前記表面波伝搬期間と前記伝搬体が浸される前記液体の前記液面の前記位置が最も低いときの前記表面波伝搬期間との間に含まれないような、前記伝搬体上の位置に形成されることを特徴とする液面位置検出装置。 A vibration generating section that vibrates the piezoelectric element by applying a voltage to the piezoelectric element;
A propagating body that propagates the vibration of the piezoelectric element,
A vibration detector that detects that the vibration is reflected by the reflector of the propagator and is input to the piezoelectric element,
A position determining unit that determines the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed;
A liquid surface position detecting device comprising:
The propagating body propagates a surface wave in which the vibration propagates on the surface of the propagating body, and an internal propagating wave in which the vibration propagates inside the propagating body,
The reflecting portion includes a surface wave reflecting portion and an internal propagating wave reflecting portion,
The position determining unit is immersed in the propagating body based on a surface wave propagation period, which is a period from when the vibration is generated to when the surface wave is reflected by the surface wave reflecting unit and is input to the piezoelectric element. Determining the position of the liquid surface of the liquid,
The position determining unit propagates the surface wave by an internal propagating wave propagation period which is a period from when the vibration is generated to when the internal propagating wave is reflected by the internal propagating wave reflecting unit and is input to the piezoelectric element. Correct the period,
The surface acoustic wave reflection portion is one of two end portions in the longitudinal direction of the propagating body, which is farther from the piezoelectric element.
The internal propagating wave reflector is formed at a position on the propagating body such that a period obtained by multiplying the internal propagating wave propagation period by n (n is an integer of 1 or more) does not overlap with the surface wave propagating period , The surface when the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body is immersed is highest in both the period in which the internal propagating wave propagation period is multiplied by n and the period in which the internal propagating wave propagation period is multiplied by n+1 as it not included between said surface wave propagation period when the position of the liquid surface of the liquid in which the propagating body and the wave propagation time is immersed lowest, Ru is formed at a position on the propagation member A liquid surface position detection device characterized by the above.
ここで、
vsは、内部伝搬波の伝搬速度であり、
vrは、気体内での表面波の伝搬速度であり、
vlrは、液体内での表面波の伝搬速度であり、
L1は、伝搬体における、圧電素子に近い側の端部から内部伝搬波反射部までの長さであり、
L2は、伝搬体の全長であり、
L3は、伝搬体における、圧電素子に近い側の端部から液体の液面の位置が最も高いときの液面の位置までの長さである。 The internal propagating wave reflector is positioned on the propagating body so as to satisfy the following equation (1) when the propagation velocity of the surface wave in the gas is higher than the propagating velocity of the surface wave in the liquid. On the other hand, when the propagation velocity of the surface wave in the gas is slower than the propagation velocity of the surface wave in the liquid, the position on the propagating body is set so as to satisfy the following equation (2). is formed, claim 1 Symbol placement ink surface position detecting apparatus.
here,
vs is the propagation velocity of the internal propagating wave,
vr is the propagation velocity of the surface wave in the gas,
vlr is the propagation velocity of the surface wave in the liquid,
L1 is the length from the end of the propagating body closer to the piezoelectric element to the internal propagating wave reflection portion,
L2 is the total length of the propagator,
L3 is the length from the end of the propagating body on the side closer to the piezoelectric element to the position of the liquid surface when the position of the liquid surface is the highest.
前記内部伝搬波反射部は、前記式(1)の代わりに次の式(3)を満たすように、あるいは前記式(2)の代わりに次の式(4)を満たすように、前記伝搬体上の位置に形成される、請求項2記載の液面位置検出装置。
The internal propagating wave reflection unit is configured to satisfy the following formula (3) instead of the formula (1) or the following formula (4) instead of the formula (2). The liquid level position detecting device according to claim 2 , which is formed at an upper position.
The n is 1 when the length from the end of the propagating body closer to the piezoelectric element to the internal propagating wave reflection portion is longer than half the total length of the propagating body. 3. The liquid surface position detection device according to any one of 3 above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016149439A JP6729141B2 (en) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | Liquid level position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016149439A JP6729141B2 (en) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | Liquid level position detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018017658A JP2018017658A (en) | 2018-02-01 |
JP6729141B2 true JP6729141B2 (en) | 2020-07-22 |
Family
ID=61075974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016149439A Active JP6729141B2 (en) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | Liquid level position detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6729141B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113340380A (en) * | 2021-06-30 | 2021-09-03 | 常州工学院 | Method for detecting liquid level position based on surface wave mode conversion |
-
2016
- 2016-07-29 JP JP2016149439A patent/JP6729141B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018017658A (en) | 2018-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170010144A1 (en) | System and method for measuring a speed of sound in a liquid or gaseous medium | |
RU2014130317A (en) | METHOD OR SYSTEM FOR MEASURING LIQUID DENSITY | |
JP2006030041A (en) | Clamp-on type doppler type ultrasonic flow velocity distribution meter | |
US8511144B2 (en) | Torsional sensor, method thereof, and system for measurement of fluid parameters | |
US9151651B2 (en) | Apparatus and method for determining temperature | |
JP6729141B2 (en) | Liquid level position detector | |
JP6131088B2 (en) | Liquid level position detection device and liquid level position detection method | |
US10359307B2 (en) | Liquid surface position detection device | |
US20160238428A1 (en) | Device and method for measuring liquid level | |
JP2015010878A (en) | Liquid level position detector and method for detecting liquid level position | |
JP6270055B2 (en) | Liquid level detector | |
WO2006134358A1 (en) | Acoustic wave sensor for sensing fluid level | |
JP5372831B2 (en) | Ultrasonic densitometer | |
JP2022068840A (en) | Surface wave detection device, liquid level detection device, liquid kind determination device, solution concentration detection device, and liquid droplet detection device | |
US9285261B2 (en) | Acoustic flexural order level sensor | |
JP2017067474A (en) | Liquid level detector | |
JP2017207374A (en) | Liquid level detector | |
RU2437066C1 (en) | Method for ultrasonic measurement of level of liquid in reservoirs and apparatus for ultrasonic measurement of level of liquid in reservoirs | |
US10378939B2 (en) | Method for manufacturing a sound transducer for a field device of automation technology | |
JP7076072B2 (en) | Liquid level position detector | |
JP7218682B2 (en) | Ultrasonic distance measuring device | |
JP2018054322A (en) | Liquid level position detecting apparatus | |
JP5286326B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP3885700B2 (en) | Liquid level detector | |
JP6088861B2 (en) | Open channel displacement meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190517 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200413 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6729141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |