JP7372781B2 - 液面検出装置、液面検出方法及び液面検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、容器内の液体の液面を検出する技術に関する。

従来、例えばヘリコプターにおいては、トランスミッション内の潤滑油量を、潤滑系統の油圧により間接的に監視している。しかし、潤滑油量を直接的には監視していないため、仮に潤滑油が漏洩していた場合にこれを直ちには検知できず、ドライランに至ってしまうおそれがある。

そこで、潤滑油を収容するケース（容器）の内側に油量計又は油面計を設け、これにより潤滑油の油量又は油面高さを検出することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－０１４２６７号公報

しかしながら、容器の内側に計測器を設けるのは、トランスミッションの改修を要することや、点検・交換に手間が掛かること等、困難な点が多い。
そのため、油量又は油面高さを容器の外部から精度良く検出できることが望ましい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液体を収容する容器の外部から好適に液面高さを検出することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液面検出装置であって、
液体を収容した容器を加振して超音波振動を発生させる振動子と、
前記振動子から発振されて前記容器を伝播する振動波を検出する振動センサと、
前記振動子の動作を制御するとともに、前記振動センサの検出信号を演算処理する制御手段と、
を備え、
前記振動子及び前記振動センサは、前記容器内の液面を上下に挟むように前記容器の壁外面に配置され、
前記制御手段は、
前記振動子により、所定の周波数帯域に亘る超音波振動を発生させ、
前記振動センサが検出した振動波のうち、所定の周波数よりも高い高周波成分に基づいて前記液面の高さとして当該高さのノミナル値を算出し、所定の周波数よりも低い低周波成分に基づいて前記ノミナル値を補正する、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液面検出装置において、
前記容器内の液体の温度を計測する温度センサを備え、
前記制御手段は、算出した前記液面の高さを、前記温度センサが計測した温度に基づいて補正する、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液面検出装置において、
前記振動子は、傾斜していない常態の前記容器における平面位置が互いに異なるように少なくとも３つ設けられ、
前記振動センサは、前記少なくとも３つの振動子に対応させて、前記平面位置が互いに異なるように少なくとも３つ設けられている、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液面検出装置において、
前記制御手段は、前記少なくとも３つの振動子により、互いに異なる周波数で前記容器を加振させる、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１～４のいずれか一項に記載の液面検出装置において、
航空機に搭載され、当該航空機の潤滑油溜まり内の潤滑油の液面の検出、又は燃料タンク内の燃料の液面の検出を行う、
ことを特徴とする。

請求項６及び請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の液面検出装置と同様の特徴を具備する液面検出方法及び液面検出プログラムである。

本発明によれば、振動子及び振動センサが容器内の液面を上下に挟むように容器の壁外面に配置され、振動子から発振されて振動センサに検出された超音波振動の振動波に基づいて、液面の高さが算出される。
これにより、液体を収容する容器の外部から、好適に液面高さを検出することができる。

第１実施形態に係る診断システムの診断対象であるトランスミッションＡｓｓｙを示す断面図である。 第１実施形態に係る診断システムの概略の機能構成を示すブロック図である。 第１実施形態における液面検出処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態における液面検出処理での液面高さの検出原理を説明するための図である。 第２実施形態に係る診断システムの診断対象である航空機の燃料タンクを示す図であって、（ａ）が航空機の外観図、（ｂ）が燃料タンクのタンク室を示す図である。 第２実施形態に係る診断システムの概略の機能構成を示すブロック図である。 第２実施形態における液面検出処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態におけるタンク室内の液面が揺動した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［１．第１実施形態］
＜１－１ 診断システムの構成＞
まず、本発明の第１実施形態に係る診断システム１０の構成について説明する。
図１は、診断システム１０の診断対象であるトランスミッションＡｓｓｙ２０を示す断面図であり、図２は、診断システム１０の概略の機能構成を示すブロック図である。

第１実施形態に係る診断システム１０は、本発明に係る液面検出装置の一例であり、図示しないヘリコプターに搭載されて、このヘリコプターのトランスミッションＡｓｓｙ２０内の潤滑油量を監視するシステムである。
トランスミッションＡｓｓｙ２０は、エンジンの出力を適切な回転数や角度に変換してローターへ伝達するものであり、回転数や角度等の変換を行うギヤとそれを支持するベアリングとを備えている。また、トランスミッションＡｓｓｙ２０は、図１に示すように、これらのギヤやベアリングを潤滑する潤滑油３０用の図示しないポンプのほか、潤滑油３０を収容するオイルサンプ２３を有している。オイルサンプ２３は金属又は複合材で構成されている。

具体的に、診断システム１０は、図１及び図２に示すように、アクチュエータ１１と、振動センサ１２と、温度センサ１３と、制御装置１４とを備えて構成されている。

アクチュエータ１１は、オイルサンプ２３に振動を加えるものであり、オイルサンプ２３の壁外面の上端に取り付けられている。

振動センサ１２は、アクチュエータ１１から発振されてオイルサンプ２３を伝播する振動波を検出するものであり、本実施形態では、超音波振動を検知する光ファイバセンサである。この振動センサ１２は、アクチュエータ１１に対応した位置に配置される。具体的に、振動センサ１２は、アクチュエータ１１との間で潤滑油３０の液面３０ａを上下に挟むように、オイルサンプ２３の壁外面のうち、アクチュエータ１１の下方に位置する下端に取り付けられている。

温度センサ１３は、オイルサンプ２３の壁外面下側に取り付けられ、オイルサンプ２３の壁面温度を計測する。この温度センサ１３は、オイルサンプ２３の壁面温度から、間接的に潤滑油３０の温度を取得するためのものである。

制御装置１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータであり、診断システム１０の各部を中央制御する。具体的に、制御装置１４は、パイロットによる操作や所定のプログラムに基づいて、アクチュエータ１１の動作を制御したり、振動センサ１２や温度センサ１３からの検出信号を演算処理してオイルサンプ２３内の液面３０ａの高さを算出したりする。
また、制御装置１４には、後述の液面検出処理を実行するための液面検出プログラム１４１が予め記憶されている。

＜１－２ 診断システムによる液面検出処理＞
続いて、診断システム１０がオイルサンプ２３内の液面３０ａを検出して潤滑油３０の過不足を判定する液面検出処理について説明する。
図３は、この液面検出処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、液面検出処理における液面３０ａの高さの検出原理を説明するための図である。

第１実施形態における液面検出処理は、オイルサンプ２３内の潤滑油３０の液面３０ａの高さを検出し、健全な量の潤滑油３０を保持できているか否かを診断する処理である。この液面検出処理は、制御装置１４が液面検出プログラム１４１を読み出して展開することで実行される。

図３に示すように、液面検出処理が実行されると、まず制御装置１４は、潤滑油３０の温度を取得する（ステップＳ１）。
具体的に、制御装置１４は、温度センサ１３によりオイルサンプ２３の壁面温度を取得し、この壁面温度に基づいて潤滑油３０の温度を算出する。この温度の算出は、予め取得した壁面温度と潤滑油温との関係を表す関係式又はテーブル等を用いて行ってもよいし、伝熱計算を行って求めてもよい。
なお、このステップでの潤滑油３０の温度の取得は、後述のステップＳ４における液面３０ａの高さの算出までに行われていればよい。

次に、制御装置１４は、アクチュエータ１１を駆動してオイルサンプ２３に振動を加える（ステップＳ２）。ここでは、制御装置１４は、所定の周波数レンジに亘る広帯域の超音波振動（ラム波）を発生させる。
次に、制御装置１４は、振動センサ１２により、アクチュエータ１１から発振されてオイルサンプ２３を伝わる振動波を検出する（ステップＳ３）。

次に、制御装置１４は、ステップＳ１で取得した潤滑油３０の温度と、ステップＳ３で検出した振動波とに基づいて、潤滑油３０の液面３０ａの高さを算出する（ステップＳ４）。
このステップでは、制御装置１４は、まず、ステップＳ３で検出した振動波にフィルタ処理を施し、所定の周波数よりも高い所定の周波数帯を持つ高周波成分と、所定の周波数よりも低い所定の周波数帯を持つ低周波成分とを抽出する。高周波成分及び低周波成分それぞれの閾値となる所定の周波数や周波数帯幅は、異なっていてもよい。
それから、制御装置１４は、このうちの高周波成分に基づいて、潤滑油３０の液面３０ａの高さのノミナル値を算出する。オイルサンプ２３を伝搬する振動波は、油量が多いと減衰が大きく、油量が少ないと減衰が小さい（図４（ａ）、（ｂ）参照）。また一般に、高周波の振動は減衰しやすく指向性が高いため、液面３０ａを検知しやすい。そこで、検出した振動波のうちの高周波成分から、潤滑油３０の液面３０ａの大まかな位置をノミナル値として求める。このときの液面３０ａの高さ（のノミナル値）の算出手法は特に限定されず、例えば、振動波の波形と液面３０ａの高さとの相関データを予め取得しておき、これを用いて算出すること等とすればよい。

そして、制御装置１４は、ステップＳ１で取得した潤滑油３０の温度と、検出した振動波のうちの低周波成分とに基づいて、液面３０ａの高さのノミナル値を補正する。潤滑油３０は温度に応じて粘度が変化し、振動波の伝搬しやすさも変わる。また、低周波の振動は、高周波に比べて減衰しにくいが温度の影響を受けやすいため、低周波成分からは潤滑油３０の温度影響に関するより正確な情報が得られる。そこで、振動波のうちの低周波成分と、潤滑油３０の温度とに基づいて、液面３０ａの高さのノミナル値を、温度による変化分だけ補正する。このときの補正手法は、例えば、潤滑油３０の温度と振動波形との相関データを予め取得しておき、これを用いて補正すればよい。
こうして、潤滑油３０の温度の影響が加味された、より正確な液面３０ａの高さが算出される。

次に、制御装置１４は、ステップＳ４で算出した液面３０ａの高さが所定の閾値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５）。このときの閾値は、例えばドライランが発生する油量範囲の上限値である。
そして、液面３０ａの高さが所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御装置１４は、潤滑油３０が所要の油量を満足していると判断し、後述のステップＳ７に処理を移行する。

また、ステップＳ５において、液面３０ａの高さが所定の閾値よりも低いと判定した場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、制御装置１４は、潤滑油３０が所要の油量に足りていないと判断し、パイロットに潤滑油３０の不足を警告する（ステップＳ６）。

次に、制御装置１４は、液面検出処理を終了させるか否かを判定し（ステップＳ７）、終了させないと判定した場合には（ステップＳ７；Ｎｏ）、上述のステップＳ１へ処理を移行する。そして、液面検出処理を終了させると判定されるまで、液面３０ａの高さ（すなわち油量）の算出とその過不足の判定とが繰り返され、潤滑油３０の油量の監視が続けられる。
一方、例えば機体の停止等により液面検出処理を終了させると判定した場合には（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、制御装置１４は、液面検出処理を終了させる。

以上のように、本発明の第１実施形態によれば、アクチュエータ１１及び振動センサ１２がオイルサンプ２３内の潤滑油３０の液面３０ａを上下に挟むようにオイルサンプ２３の壁外面に配置され、アクチュエータ１１から発振されて振動センサ１２に検出された超音波振動の振動波に基づいて、液面３０ａの高さが算出される。
これにより、潤滑油３０を収容するオイルサンプ２３の外部から、好適に液面３０ａの高さを検出することができる。ひいては、アクチュエータ１１及び振動センサ１２を潤滑油３０と非接触にできるので、トランスミッションＡｓｓｙ２０の整備性を向上させることができる。

また、第１実施形態によれば、実測された潤滑油３０の温度に基づいて液面３０ａの高さが補正されるので、温度の影響を加味したより正確な液面３０ａの高さを算出することができる。

また、第１実施形態によれば、振動センサ１２が検出した振動波のうち、高周波成分に基づいて液面３０ａ高さのノミナル値が算出され、低周波成分に基づいて当該ノミナル値が補正される。つまり、高周波成分により液面の大まかな位置が検出され、温度の影響を受けやすい低周波成分によりこの位置が補正される。
これにより、温度の影響を加味したさらに正確な液面３０ａの高さを算出することができる。

［２．第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態に係る診断システム４０について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この第２実施形態における診断システム４０は、主に、液面の揺動を検知できる点で、上記第１実施形態のものと異なる。

＜２－１ 診断システムの構成＞
まず、第２実施形態に係る診断システム４０の構成について説明する。
図５は、診断システム４０の診断対象である航空機５０の燃料タンク５２を示す図であって、（ａ）が航空機５０の外観図、（ｂ）が燃料タンク５２のうちのタンク室５３を示す模式図である。また、図６は、診断システム４０の概略の機能構成を示すブロック図である。

第２実施形態に係る診断システム４０は、本発明に係る液面検出装置の一例であり、航空機５０に搭載されて、この航空機５０の燃料タンク５２内の燃料油量を監視するシステムである。
燃料タンク５２は、図５（ａ）に示すように、航空機５０の胴体５１内に設置され、内部に燃料を収容している。この燃料タンク５２は、複数のタンク室５３に区画されている。各タンク室５３は、区画壁に設けられた孔部により、隣り合うタンク室５３と内部を連通させている。また、燃料タンク５２は金属又は複合材で構成されている。

具体的に、診断システム４０は、図５（ｂ）及び図６に示すように、３つのアクチュエータ４１（４１ａ～４１ｃ）と、３つの振動センサ４２（４２ａ～４２ｃ）と、温度センサ４３と、制御装置４４とを備えて構成されている。
なお、３つのアクチュエータ４１、３つの振動センサ４２及び温度センサ４３は、複数のタンク室５３の各々に設けられるものであるが、以下では、１つのタンク室５３のみに設けられて当該タンク室５３の液面検出に用いられるものとして説明する。

３つのアクチュエータ４１は、燃料タンク５２（タンク室５３）に振動を加えるものである。これら３つのアクチュエータ４１は、タンク室５３内における燃料６０の液面６０ａの揺動を検知できるように、傾斜していない常態のタンク室５３における互いに異なる平面位置（鉛直方向と直交する水平面内における位置）に取り付けられている。具体的には、３つのアクチュエータ４１のうちの第１アクチュエータ４１ａがタンク室５３の前壁外面５３ａの右端上端に、第２アクチュエータ４１ｂがタンク室５３の前壁外面５３ａの左端上端に、第３アクチュエータ４１ｃがタンク室５３の後壁外面５３ｂの中央上端に、それぞれ設置されている。
なお、３つのアクチュエータ４１の位置は、常態のタンク室５３における互いに異なる水平面内の位置であればよく、本実施形態のものに限定されない。さらに言えば、アクチュエータ４１は、このような位置に配置された３つを含んでいれば、その数量は特に限定されない。

３つの振動センサ４２は、燃料タンク５２（タンク室５３）を伝播する振動波を検出するものであり、本実施形態では、超音波振動を検知する光ファイバセンサである。これら３つの振動センサ４２は３つのアクチュエータ４１に対応しており、各々が対応するアクチュエータ４１の下方に配置される。具体的には、３つの振動センサ４２のうちの第１振動センサ４２ａがタンク室５３の前壁外面５３ａの右端下端に、第２振動センサ４２ｂがタンク室５３の前壁外面５３ａの左端下端に、第３振動センサ４２ｃがタンク室５３の後壁外面５３ｂの中央下端に、それぞれ設置されている。
なお、３つの振動センサ４２は、３つのアクチュエータ４１に対応させて、常態のタンク室５３における平面位置（水平面内の位置）が互いに異なるように設けられていればよく、本実施形態の位置に限定されない。さらに言えば、振動センサ４２は、３つのアクチュエータ４１に対応付けられた３つを含んでいれば、その数量は特に限定されない。

温度センサ４３は、燃料タンク５２（タンク室５３）の壁外面下側に取り付けられ、当該タンク室５３の壁面温度を計測する。この温度センサ４３は、タンク室５３の壁面温度から、間接的に燃料６０の温度を取得するためのものである。

制御装置４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータであり、診断システム４０の各部を中央制御する。具体的に、制御装置４４は、パイロットによる操作や所定のプログラムに基づいて、３つのアクチュエータ４１の動作を制御したり、３つの振動センサ４２や温度センサ４３からの検出信号を演算処理して燃料タンク５２内の液面６０ａの高さを算出したりする。
また、制御装置４４には、後述の液面検出処理を実行するための液面検出プログラム４４１が予め記憶されている。

＜２－２ 診断システムによる液面検出処理＞
続いて、診断システム４０が燃料タンク５２（タンク室５３）内の液面６０ａを検出して燃料６０の過不足を判定する液面検出処理について説明する。
図７は、この液面検出処理の流れを示すフローチャートであり、図８は、タンク室５３内の潤滑油３０の液面３０ａが揺動した状態を示す図である。

第２実施形態における液面検出処理は、燃料タンク５２（タンク室５３）内の燃料６０の液面６０ａの高さを検出し、健全な量の燃料６０を保持できているか否かを診断する処理である。この液面検出処理は、制御装置４４が液面検出プログラム４４１を読み出して展開することで実行される。

図７に示すように、液面検出処理が実行されると、まず制御装置４４は、燃料６０の温度を取得する（ステップＴ１）。
具体的に、制御装置４４は、上記第１実施形態の液面検出処理におけるステップＳ１と同様にして燃料６０の温度を取得する。すなわち、制御装置４４は、温度センサ４３によりタンク室５３の壁面温度を取得し、この壁面温度に基づいて燃料６０の温度を算出する。この温度の算出は、予め取得した壁面温度と燃料油温との関係を表す関係式又はテーブル等を用いて行ってもよいし、伝熱計算を行って求めてもよい。
なお、このステップでの燃料６０の温度の取得は、後述のステップＴ４における液面６０ａの高さの算出までに行われていればよい。

次に、制御装置４４は、３つのアクチュエータ４１を駆動してタンク室５３に振動を加える（ステップＴ２）。ここでは、制御装置４４は、各アクチュエータ４１により、所定の周波数レンジに亘る広帯域の超音波振動（ラム波）を発生させる。
次に、制御装置４４は、３つの振動センサ４２により、それぞれ対応するアクチュエータ４１から発振されて燃料タンク５２を伝わる振動波を検出する（ステップＴ３）。
なお、３つのアクチュエータ４１から互いに異なる周波数の振動を発生させることで、３つの振動センサ４２が各々の対応するアクチュエータ４１からの振動を判別しやすくしてもよい。

次に、制御装置４４は、ステップＴ１で取得した燃料６０の温度と、ステップＴ３で検出した振動とに基づいて、３つの振動センサ４２の各々の平面位置における燃料６０の液面６０ａの高さを算出する（ステップＴ４）。
このステップでは、制御装置４４は、３つの振動センサ４２の各々が検出した振動波から、常態のタンク室５３における当該振動センサ４２の平面位置（水平面内の位置）における燃料６０の液面６０ａの高さを算出する。具体的に、制御装置４４は、上記第１実施形態の液面検出処理におけるステップＳ４と同様にして、各振動センサ４２の平面位置における液面６０ａの高さを算出する。
すなわち、制御装置４４は、まず、ステップＴ３で検出した振動波にフィルタ処理を施し、所定の周波数よりも高い所定の周波数帯を持つ高周波成分と、所定の周波数よりも低い所定の周波数帯を持つ低周波成分とを抽出する。
それから、制御装置４４は、このうちの高周波成分に基づいて、燃料６０の液面６０ａの高さのノミナル値を算出する。このときの液面６０ａの高さ（のノミナル値）の算出手法は特に限定されず、例えば、振動波の波形と液面６０ａの高さとの相関データを予め取得しておき、これを用いて算出すること等とすればよい。
そして、制御装置４４は、ステップＴ１で取得した燃料６０の温度と、検出した振動波のうちの低周波成分とに基づいて、液面６０ａの高さのノミナル値を補正する。このときの補正手法は、例えば、燃料６０の温度と振動波形との相関データを予め取得しておき、これを用いて補正すればよい。
こうして、図８に示すように、３つの振動センサ４２の常態での平面位置における液面６０ａの高さｈ１～ｈ３が算出される。これらの高さｈ１～ｈ３の差をみることにより、タンク室５３の傾斜や機体の加減速等による液面６０ａの揺動を検知することができる。

次に、制御装置４４は、ステップＴ４で算出した３つの液面６０ａの高さｈ１～ｈ３に基づいて、タンク室５３が常態にある場合の液面６０ａの高さを推定する（ステップＴ５）。
具体的に、制御装置４４は、３つの液面６０ａの高さｈ１～ｈ３と、当該液面６０ａの高さｈ１～ｈ３に対応する３つの振動センサ４２の位置関係とに基づいて、タンク室５３が傾斜していない常態にある場合（すなわち、液面６０ａが揺動していない場合）での液面６０ａの推定高さを算出する。

次に、制御装置４４は、ステップＴ５で算出した液面６０ａの推定高さが所定の閾値よりも低いか否かを判定する（ステップＴ６）。
そして、液面６０ａの推定高さが所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＴ６；Ｎｏ）、制御装置４４は、燃料６０が所要の油量を満足していると判断し、後述のステップＴ８に処理を移行する。

また、ステップＴ６において、液面６０ａの推定高さが所定の閾値よりも低いと判定した場合には（ステップＴ６；Ｙｅｓ）、制御装置４４は、燃料６０が所要の油量に足りていないと判断し、パイロットに燃料６０の不足を警告する（ステップＴ７）。

次に、制御装置４４は、液面検出処理を終了させるか否かを判定し（ステップＴ８）、終了させないと判定した場合には（ステップＴ８；Ｎｏ）、上述のステップＴ１へ処理を移行する。そして、液面検出処理を終了させると判定されるまで、液面６０ａの推定高さ（すなわち油量）の算出とその過不足の判定とが繰り返され、燃料６０の油量の監視が続けられる。
一方、例えば機体の停止等により液面検出処理を終了させると判定した場合には（ステップＴ８；Ｙｅｓ）、制御装置４４は、液面検出処理を終了させる。

以上のように、本発明の第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらに、第２実施形態によれば、３つのアクチュエータ４１が、常態の燃料タンク５２（タンク室５３）における平面位置が互いに異なるように設けられ、３つの振動センサ４２が、３つのアクチュエータ４１に対応させて、平面位置が互いに異なるように設けられている。
そのため、３つの振動センサ４２が検出した振動波に基づいて、当該３つの振動センサ４２の平面位置における３つの液面６０ａの高さｈ１～ｈ３が算出される。そして、この液面６０ａの高さｈ１～ｈ３に基づいて、液面６０ａが揺動していない場合の液面６０ａの高さが求められる。
これにより、機体のバンクや加減速等によって液面３０ａが揺動している場合であっても、燃料６０の量をより正確に検出することができる。ひいては、燃料６０の残量をより正確に検出できるため、運航時の安全性を向上させることができる。

また、第２実施形態では、３つのアクチュエータ４１から互いに異なる周波数を発生させることにより、３つの振動センサ４２の各々において、対応するアクチュエータ４１からの振動をより確実に判別させることができる。

［３．変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した第１及び第２の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、オイルサンプ又はタンク室の壁面温度を計測して、これから油温を求め、この油温に基づいて液面高さを補正することとした。しかし、計測する温度及び補正に用いる温度は、油温と相関がある温度であればよい。

また、上記実施形態では、検出した振動波のうちの低周波成分と、油温とに基づいて、液面高さのノミナル値を補正することとした。しかし、これらいずれかのみ（つまり、振動波の低周波成分のみ、又は油温のみ）に基づいて、液面高さのノミナル値を補正することとしてもよい。

また、上記実施形態では、アクチュエータと振動センサにより潤滑油又は燃料の液面高さを検出することとしたが、当該アクチュエータと振動センサにより、壁面のクラックや損傷を併せて検知することとしてもよい。これらは、例えば振動波の変化の態様等に基づいて識別することができる。これにより、容器の損傷等と内部の液体レベルの変化との相関を判別することができ、例えば容器が損傷して内部の液体が漏れた場合には、液体レベルの低下の原因を速やかに特定することができる。

また、アクチュエータと振動センサは、液面を上下に挟んで、互いに対応付けられていればよい。したがって、対応するアクチュエータと振動センサとが常態での互いの平面位置（水平面内の位置）を同じくしていなくともよいし、アクチュエータと振動センサとが一対一で対応していなくともよい。

また、上記実施形態では、ヘリコプターのトランスミッションＡｓｓｙ２０におけるオイルサンプ２３内の潤滑油３０の液面３０ａの検出や、航空機５０の燃料タンク５２（タンク室５３）内の燃料６０の液面６０ａの検出を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、これらの適用例に限定されず、容器内の液体の液面を検出する技術に広く適用可能である。

１０、４０ 診断システム
１１、４１ アクチュエータ
１２、４２ 振動センサ
１３、４３ 温度センサ
１４、４４ 制御装置
２０ トランスミッションＡｓｓｙ
２３ オイルサンプ
３０ 潤滑油
３０ａ 液面
５２ 燃料タンク
５３ タンク室
５３ａ 前壁外面
５３ｂ 後壁外面
６０ 燃料
６０ａ 液面
１４１、４４１ 液面検出プログラム

Claims (7)

1. 液体を収容した容器を加振して超音波振動を発生させる振動子と、
   前記振動子から発振されて前記容器を伝播する振動波を検出する振動センサと、
   前記振動子の動作を制御するとともに、前記振動センサの検出信号を演算処理する制御手段と、
   を備え、
   前記振動子及び前記振動センサは、前記容器内の液面を上下に挟むように前記容器の壁外面に配置され、
   前記制御手段は、
   前記振動子により、所定の周波数帯域に亘る超音波振動を発生させ、
   前記振動センサが検出した振動波のうち、所定の周波数よりも高い高周波成分に基づいて前記液面の高さとして当該高さのノミナル値を算出し、所定の周波数よりも低い低周波成分に基づいて前記ノミナル値を補正する、
   ことを特徴とする液面検出装置。
2. 前記容器内の液体の温度を計測する温度センサを備え、
   前記制御手段は、算出した前記液面の高さを、前記温度センサが計測した温度に基づいて補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記振動子は、傾斜していない常態の前記容器における平面位置が互いに異なるように少なくとも３つ設けられ、
   前記振動センサは、前記少なくとも３つの振動子に対応させて、前記平面位置が互いに異なるように少なくとも３つ設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液面検出装置。
4. 前記制御手段は、前記少なくとも３つの振動子により、互いに異なる周波数で前記容器を加振させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の液面検出装置。
5. 航空機に搭載され、当該航空機の潤滑油溜まり内の潤滑油の液面の検出、又は燃料タンク内の燃料の液面の検出を行う、
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の液面検出装置。
6. 容器内の液体の液面を検出する液面検出方法であって、
   液体を収容した容器を加振して超音波振動を発生させる振動子と、前記振動子から発振されて前記容器を伝播する振動波を検出する振動センサとが、前記容器内の液面を上下に挟むように前記容器の壁外面に配置され、
   制御手段が、
   前記振動子により、所定の周波数帯域に亘る超音波振動を発生させ、
   前記振動センサが検出した振動波のうち、所定の周波数よりも高い高周波成分に基づいて前記液面の高さとして当該高さのノミナル値を算出し、所定の周波数よりも低い低周波成分に基づいて前記ノミナル値を補正する、
   ことを特徴とする液面検出方法。
7. 容器内の液体の液面を検出する液面検出プログラムであって、
   液体を収容した容器を加振して超音波振動を発生させる振動子と、前記振動子から発振されて前記容器を伝播する振動波を検出する振動センサとが、前記容器内の液面を上下に
   挟むように前記容器の壁外面に配置され、
   コンピュータが、
   前記振動子により、所定の周波数帯域に亘る超音波振動を発生させ、
   前記振動センサが検出した振動波のうち、所定の周波数よりも高い高周波成分に基づいて前記液面の高さとして当該高さのノミナル値を算出し、所定の周波数よりも低い低周波成分に基づいて前記ノミナル値を補正する、
   ことを特徴とする液面検出プログラム。

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