JPH0216417A - 液量測定装置 - Google Patents

液量測定装置

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JPH0216417A
JPH0216417A JP16637088A JP16637088A JPH0216417A JP H0216417 A JPH0216417 A JP H0216417A JP 16637088 A JP16637088 A JP 16637088A JP 16637088 A JP16637088 A JP 16637088A JP H0216417 A JPH0216417 A JP H0216417A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、給油所の地下タンクに収容した燃料など、主
に容器内の液量測定に好適な液量測定装置に関する。
(従来の技術) 給油所の地下に埋設したガソリンタンク内の燃料量1を
検出するために、従来はタンクの規格に合わせて目盛り
の付けられた検尺と称する棒をタンク上部から挿入して
目視による測定を行なうようにしていた。しかしながら
、これでは作業が面倒で不正確でもあるので、近年では
タンク内の燃料液面に浮揚するフロートに連動して容量
表示用のメータを駆動するようにした機械式の油面計や
、燃料中に挿入した棒状電極間の静電容量から燃料量を
換算するようにした電気式の油面計などが用いられるよ
うになってきた。
一方、地下タンクとして多く利用されている容器は円筒
形状をした横置型であり、円筒を横に寝かせた態様をし
ている。このようなタンク形状においては内部の燃料液
面位置と容量とが直線関係にならないため、液面位置の
測定結果から燃料1を換算する過程で誤差が生じやすい
。これに対して、例えば特公昭60−35612号公報
に開示された液面指示計では、容器内の液面位置に対し
て近似的に燃料量を付与する関数を設定し、換算表等に
よる場合の誤差を無くしでタンク内の残量表示精度を高
めるようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、機械式の油面計は70−トを支持したりその
動きを伝達したりする部分での摩擦抵抗や寸法精度等に
応じて、いわゆる機械的誤差が発生しやすく、またガソ
リンの膨張や収縮に伴う液面位置の変化に70−トが追
従してしまうため温度変化によっても誤差が生じるとい
う欠点が有った。また、電気式油面計の場合も、原理的
に電極間の見かけ上の液面位置によって出力が変化して
しまうため温度によって誤差が発生することになり、従
ってこの場合もガソリンの実質量を正確に測定すること
はできなかった。
一方、タンク形状に応じた近似計算により残量表示を行
なう液面指示計にしても、その液面位置の測定そのもの
はフロート等を使用した従来の液面測定手段に依存して
いたため、液面測定の時点で誤差が発生するのが避けら
れない、また、タンク形状に対して近似計算により液量
を算出するものであるため、ことにタンク内容量が特定
の液面位置を中心として頻繁に増減するような使用条件
下では計算の過程でら大きな誤差が発生する傾向があり
、従って最終的に得られる残量表示の信頼性が必ずしも
十分なものであるとは言えなかった。
なお、給油所には一般に最低でも5基の地下タンクが備
えられており、それぞれについで液量測定を行なう必要
があるので、そのための手段は正確であるだけでなく安
価でもあることが求められている。また、このような測
定装置はマンホール内の限定された場所にしか取り付け
られないので、小型でメンテナンスが容易であることも
必要条件になっている。
本発明はこのような現状に着目してなされたものであり
、第1には機械的誤差や燃料温度変化に影響されない高
精度の、かつ小型でメンテナンスの容易な液量測定装置
を安価で提供することを目的としている。
t142には、上記測定装置を使用してタンク形状によ
らず正確に残量を表示しうるようにした液量測定装置を
提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段) 上記第1の目的を達成するための発明としては、容器内
に収容される被測定液体よりも比重量が大きいディスプ
レーサと、容器側の所定位置に固定端が固定されると共
にその変位端に前記ディスプレーサを吊り下げた支持体
を有して前記変位端に作用する重量を電気信号に変換し
て出力するロードセルとを備え、被測定液体の規定最高
液面位置にて当該液面下に没しない程度に被測定液体中
に浸したディスプレーサの検出重量に基づいて容器内の
被測定液体量を測定するように液量測定装置を構成した
また、上記$2の目的を達成するための発明としては、
容器内に収容される被測定液体よりも比重量が大きいデ
ィスプレーサと、容器側の所定位置に固定端が固定され
ると共にその変位端に前記ディスプレーサを吊り下げた
支持体を有して前記変位端に作用する重量を電気信号に
変換して出力するロードセルとを備える一方、前記容器
の形状に対応して同容器内の被測定液体の液量とロード
セル信号との関係を液量毎に予め記憶させた液量記憶手
段並びに前記ロードセルの出力に基づき前記液量記憶手
段から液量を検索する液量検索手段を備えた制御装置と
、該検索結果としての液量を数値表示する表示装置とを
設けた。
(作用) 上記第1の液量測定装置にあっては、被測定液体の液面
位置に応じてディスプレーサに作用する浮力が変化し、
この浮力変化に対応したディスプレーサの重量がロード
セルを介して電気信号に変換される。このとき、ディス
プレーサに作用する浮力は、ディスプレーサの被測定液
中に浸っている部分の体積に被測定液体の密度を乗じた
ものになり、温度に応じた密度変化に伴って液面位置が
変化しても、これを補償するように浮力つまり重量が変
化するから、70−ト式のように液面位置に追従するも
のとは異なり、密度及び温度変化に対する誤差が非常に
少ない。このため極めて高い精度で被測定液体の実質量
を測定することが可能になる。
また、この液量測定装置は機械的に作動する部分が皆無
であるため、摩擦等に原因する機械的誤差の生じる余地
が無くかつ耐久性にも優れ、また液面位置等を検出する
装置としては最も小型にまとめられる。
次に、上記第2の液量測定装置にあっては、ロードセル
からの液面位置信号を得たうえで、容器の形状に対応し
て同容器内の被測定液体の液量とロードセル信号との関
係を液量毎に予め記憶させた液!記憶手段からの検索処
理により液量を表示するので、液面位置からの近似計算
により容器内残量を求めるものとは異なって、信号検出
から液量決定に至るまでの過程で誤差を生じることがな
く、また特殊形状の容器であっても応答良く液量を表示
できる。加えて、ロードセルからの信号が極めて高い精
度を有するので、最終的に得られる液量表示値は非常に
信頼性の高いものとなる。
(実施例) 以下、上記発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は第1の液量測定装置の第1実施例を示したもの
で、図中1はガソリン等の被測定液体Gを収容したタン
ク、2はその上部に設けられた立上り管、3は立上り管
2の上端開口部に水平に設けられた取付7ランノ、4は
取付7ランノ3に図示しないネジ等を使用して固定され
たセンサ部である。
センサ部4は取付7ランノ3に固定される平板状の取付
ベース5と、取付ベース5上に固定されるロードセル6
及びこれを覆うカバー7からなる。
ロードセル6は、横長の角柱状の支持体8の一端を固定
jl 8 aとして取付ベース5上に固定されており、
その他端は変位端8bとして取付ベース5に対し上下に
微小変位が可能なように設けられている。このロードセ
ル6は、ひずみデージを応用して荷重を測定するように
構成されたらのであり、詳細は図示しないが、プリツノ
結合した抵抗体が支持体8上に被着されており、その入
力端子に所定の電圧を印加した状態で前記変位端8bに
鉛直方向の荷重が作用したときの支持体8の微小変位に
伴う抵抗値及び出力端子電圧の変化により当該荷重の大
きさが検知される。
支持体変位端8bの上面部には吊り下げ支、α部9が取
り付けられており、この支、α部9に結合されたステン
レス製のケーブル10がその下方に開口した取付ベース
5の通し穴5aを貫通してタンク1内に挿入されている
。ケーブル10の下端部には、被測定液体Gが通常の最
高液面の状態でもその液面上に上端の一部が露出するよ
うに直円筒形状のディスプレーサ11が結合されている
ディスプレーサ11は、例えばステンレス鋼からなる管
材で構成されており、その両端部を密封した中空構造に
なっている。その比重(この場合見かけ上の比重)は被
測定液体Gよりも若干大きくなるように調整されている
。また、長さについてはタンク1の寸法に応じて設定さ
れており、具体的には上述したように規定最高液面上に
上端の一部が露出するように支持体8から懸架した状態
で、下端部分がタンク1の底面に接触しない程度に僅か
に上方に位置するような長さに設定されている。
次に、上記構成に基づく液量測定原理につき第2図に基
づいて説明する。
図において、直円筒状のタンク1の内径をD、ディスプ
レーサ11の外径をd、被測定液体Gの液面位置をhl
 そのときの液体重量をW、同じく密度をρ、ディスプ
レーサ11に作用する浮力をFとする。ただし、ディス
プレーサ11の下端部とタンク1の底面との間の間隔Δ
hは微小であって無視しうる程度とする。このとき、 W = (D 2−d2)h・ρ・π/4 ・・・(1
)F=d2・h・ ρ ・ π/4     ・・・(
2)式(1)と(2)から、 F =W −d2/(D 2−d2)     ・・・
(3)従って、ディスプレーサ11に作用する浮力Fは
被測定液体Gの密度とは無関係であり、その実質的な量
を意味する重IWと比例関係になる。このため、ディス
プレーサ11の重量を測定することにより、温度による
被測定液体の膨張・収縮及び密度変化に影響されること
が無く、極めて正確な液jl測定が可能になるのである
なお、温度による誤差の発生をより少なくする意味で、
ディスプレーサ11をタンク1と同一の線膨張係数を有
する材料で形成するのがより一層望ましい。また、ディ
スプレーサ11に液体が付着することによる応答の悪化
や、あるいは腐食・凝固といった事態に対処するうえで
は、ディスプレーサ11の表面に自己潤滑性を有する弗
素at脂(例えば商品名「テフロン」として知られてい
るものなど、)の被覆を施すと良い。
ところで、この液量測定装置では上述したように液中に
挿入したディスプレーサ11の重量を測定するものであ
るから、第2図にΔhで示したように、タンク1の底面
とディスプレーサ11の下端部との間に適当な間隔(以
下「底部間隔」という。)を確保する必要がある。この
底部間隔の部分の液量についてはタンクの形状・寸法に
より予め知ることができるから、タンクの仕様に応じて
常に一定の間隔を空けるようにしておけば実際の液量管
理のうえで支障は生じない。ところが、タンク1に取り
付けたセンサ部4がらディスプレーサ11を吊り下げる
とき、底部間隔を直接に測定することはできないので、
検尺棒やスケールを使用してセンサ部4からタンク1の
底面までの実際の深さを計測したうえでケーブル10の
長さを決定するなど、なかなか手間のかかる作業が必要
になる。
第3図及び第4図に示したのは、このような作業の手間
を簡略化して、簡単かつ正確に底部間隔を設定できるよ
うにした実施例である。
これを説明すると、支持体変位端8bの上面に取り付け
られた板状をした支点部9の上面には、円形の凹部12
が形成されている。この凹部12には、第4図に示した
ように支点部9の一辺から中心部に向けて溝13が切ら
れており、ケーブル10を固定した円筒状の端子14を
、この溝13にケーブル10を通したうえで凹部12に
嵌め込むことにより支点部9に支持するようになってい
る。この状態で、ケーブル10の下端に結合されたディ
スプレーサ11(第1図参照)の荷重がロードセル6に
加えられることになる。
ところで、この実施例では上記四部12の下方に位置す
るように取付ベース5に開口した通し穴5aの周囲にも
、端子14が嵌まり合う円形四部状の仮設支点部15が
形成されている。この仮設支点部15と[441部12
とのあいだの間隔は例えば30−に予め決められている
。なお、図中16は支持体固定端8aに取り付けられた
信号増幅器の基板を示している。
このような測定装置をタンク1に取り付けるには、まず
ケーブル10を取り付けたディスプレーサ11を立上り
管2がらタンク1内に挿入し、次にロードセル6を設け
た取付ベース5を7ランノ3に固定する。このときケー
ブル10の一端は取付ベース5の通し穴5aから外部に
引き出しておく。次に、このケーブル10に通した端子
14を仮設支点部15に嵌め込んだ状態でケーブル10
を下方に滑らせ、ディスプレーサ11の下i s he
タンク1の底面に当たったところで、カシメあるいは溶
接等によりケーブル10を端子14に固定する。これで
ちょうど底部間隔がゼロの状態で仮設支、α部15から
テ°イスプレーサ11が吊り下げられていることになる
から、そのままケーブル10を引き上げて端子14を本
末の支点部9の四部12に嵌め込むことにより、四部1
2と仮設支点部15との間隔に相当する一定の高さだけ
ディスプレーサ11が持ち上げられたことになる。つま
り、四部12と仮設支点部15とのあいだの間隔がその
まま底部間隔として設定されるのであり、従ってスケー
ル等を用いるまでもなく、前述の通り簡単な作業で一定
の底部間隔を設定することができるのである。
次に、このような測定装置を使用して給油所の地下タン
ク内の燃料量を寥易に測定及び表示できるようにした、
@2の液量測定装置の実施例について説明する。
第5図において、6はロードセル、20はその信号を増
幅して出力する増幅器、21はロードセル6の信号を処
理してタンク1内の燃料量等を求める制御装置、22は
燃料量の測定に関連した種々の操作、及び液量表示等を
行うための操作盤である。
制御装置21は、詳細は後述するが、増幅器20からの
増幅されたロードセル信号に基づきタンク1内の燃料量
を測定して操作盤22に所定の表示を行わせることを主
たる機能としている。なお、図にはタンク1、ロードセ
ル6及び増幅器20が各1個のみ示されているが、制m
装置22は例えば最大16基程度の地下タンクに対応し
て複数のロードセル信号を順次、あるいは選択的に処理
しうるように構成されている。
操作盤22には、制御装置21がらの測定結果を表示す
るための表示装置として、タンク番号を表示する番号表
示部23aとその番号に対応するタンク内の燃料量を表
示する数量表示部23bとからなる数値表示器23、及
び燃料量の上下限警報を行う警報装置24が設けられて
いる。また、この6実施例では操作盤22にタンク番号
等を指定するためのテンキ一部26mと、機能を指定す
るための機能キ一部26bとからなるキーボJド26と
、各タンクの燃料測定結果や日報等を記録するためのプ
リンタ27が併設されている。
制御装fi21は、複数のタンク1に取り付けられたロ
ードセル6からの信号を所定のタイミングで順次的に監
視してこれから求めた燃料量を逐次記憶しており、操作
盤22からの指令に応じて指定されたタンク1について
の燃料量測定結果を操作盤22の数値表示器23やプリ
ンタ27に出力したり、あるいは何れかのタンク1内の
燃料量lが下限または上限に達したことを検出して警報
装置25を駆動したりする。
このような機能を有する制御装置21は、この場合第6
図に示したように主にマイクロコンピュータシステムで
構成されている。これを説明すると、31は例えばシャ
ントダイオード型の防爆バリヤ、32は第1のI10装
置、33は液量の検索手段及び警報手段の81能を有す
るCPU、34は記憶手段、35は第2のI10装置で
ある。
第1のI10装置は、アナログスイッチ及びA/Dコン
バータなどからなり、防爆バリヤ31を経由して入力し
てくる複数のロードセル信号をCPU33からの指令に
応じて順次的に選択し、ロノックレベルの信号Sとして
CPU33に出力する。
記憶手段34は、所定の動作プログラム等を格納したR
OM、演算処理過程で必要なデータ等を一時的に記憶し
ておくためのRAM、及び所定期間内の測定結果を保持
しておくためのNVRAMなどからなる。前記ROM内
には、プログラムの他に、ロードセル信号Sのレベルに
応じてタンク1内の燃料量を表すデータWを所定の精度
、例えばタンク内の液面レベルに換算して111+6毎
の精度で記憶させたテーブルが、タンクの規格(形状・
容量)毎に複数種類記憶されている。複数個のタンク1
の各々につき、それがどの規格であるかは予め初期設定
処理により記憶されでいる。
このため、例えば複数のタンクがそれぞれに異なる規格
のものである場合にCPU33が各タンク内の燃料量を
測定するときは、まず所定の番号のタンクからロードセ
ル信号Sを取り出し、次にそのタンクの規格に応じたテ
ーブルを選択し、そのテーブル上で前記信号Sに対応す
る燃料量Wを検索してこれを記憶するという動作をタン
ク毎に繰り返すことになる。このようなタンク内燃料量
の測定は所定のタイミングで常時行なわれる。
一方、特定のタンクを指定してその残量を表示するよう
にI10装置35を経由して操作盤22からの指示が有
ると、CPU33は指定された番号のタンクについて記
憶しである最新のデータWを取り出し、これをI10装
置35を介して操作盤22に出力する。このとき、第5
図に示した番号表示部23aに指定されたタンク番号が
、同じく数量表示部23bに前記データWに対応した測
定燃料量がそれぞれ表示される。また、この測定結果と
してのデータWは操作盤22での指示に応じてプリンタ
27により印字出力される。印字出力による場合は、あ
る時点での燃料量だけでなく、例えば営業時間内の燃料
量の変化や入荷量と出荷量の関係なども知ることができ
るので、これを利用して日報を作成することができる。
このように、この測定装置によると、給油所に設けられ
る地下タンクの規格に対応してその中の燃料のfi(W
)とロードセル信号(S)との関係を予め記憶させたS
−Wテーブルからの検索により燃料残量を求めてこれを
表示する構成であるから、燃料液面位置とタンク形状と
に基づく演算処理により燃料残量を求めるようにした従
来のものなどに比較して、タンクの形状や寸法にかかわ
らず、高速で精度の高い燃料量測定及び燃料量表示が可
能である。
ところで、この液量測定装置ではディスプレーサ11に
作用する浮力の変化に基づいて液量を測定するから、デ
ィスプレーサ11の上下端部間に液面が位置することが
測定条件であり、換言するならばディスプレーサ11の
下端部よりも液面が低下したときと、同じく上端部より
も液面が上昇したときには液量測定ができなくなる。通
常は、給油所のタンク内残量が下限付近まで減ったり、
規定の上限を超えるまで燃料が注入されたりすることは
無いが、もしこのような事が起こると管理上不都合が生
じる。
このため、この実施例の装置では、残量の上下限値に達
したときに警報を発するように構成されている。この機
能は上述したようにCPU33が有しており、ロードセ
ル信号Sから判断する。即ち、上限値はディスプレーサ
11の上端部に液面が位置するときのロードセル信号値
として、また下限値はディスプレーサ11の自重がすべ
てロードセルに作用したときの信号値として、それぞれ
予め知ることができるから、これを記憶手段34にタン
ク毎に記憶させておき、これと実際に検出したロードセ
ル信号値とを比較すれば上限値または下限値に達したこ
とが判定できる。なお、上下限値はタンク毎に決まって
いる固定値であるから、これを上記S−Wテーブルに記
憶させてお島、テーブル検索の結果として上下限値を知
るようにすることもできる。
このようにして、あるタンクの中の燃料量が上限値、ま
たは下限値に達していることを継続的な測定動作の過程
で検出すると、CPU33はI10装置35を経由して
操作盤22の警報装置24を駆動し、警報として例えば
当該タンクに対応したランプによる発光やブザー音出力
を行わせる。
このため、地下タンク内の燃料が不足し、あるいはタン
ク内に過剰に燃料を注入してしまうといった事態を確実
に防止することができる。
なお、上記実施例は本発明を給油所の地下タンク内の燃
料を測定するようにしたものへの適用例を示したもので
あるが、本発明はこれに限られるものではなく種々の液
量測定用途に適用することができ、特に被測定液体の温
度・密度変化による測定誤差を排除したい場合に好適で
ある。
(発明の効果) 以上説明した通り、$1の発明にががる液量測定装置に
よれば、被測定液体よりも比重量の大きなディスプレー
サを当該被測定液体に浸したときの、浮力が作用した状
態下でのディスプレーサ重1をロードセルにより電気信
号に変換して液量信号として出力するように構成したの
で、被測定液体の温度及び密度変化の影響を受けること
無く、極めて高い精度でタンク内の液量を測定すること
ができる。
また、この液量測定装置は機械的に作動する部分が無い
ので摩擦等に原因する機械的誤差の生じる余地が無く、
また耐久性及び信頼性が極めて高いのでメンテナンスも
実質的に不要である。さらに、同様の理由から構造が非
常に簡潔であるので、安価であると共にタンク内残量等
を検出する装置としては最も小型化を図れる。
一方、第2の発明にかかる液量測定装置によれば、上記
ロードセルからの液量信号を得たうえで、容器の形状に
対応して同容器内の被測定液体の液量とロードセル出力
との関係を液量毎に予め記憶させた半導体メモリなどか
らなる記憶手段から検索して液量を表示するようにした
ので、信号検出から液量決定に至るまでの過程で誤差を
生じることがなく、かつ特殊な形状を有する容器につい
てもその液量変化に対して応答良くこれを表示をするこ
とができる。またこれに加えて、ロードセルからの液量
信号そのものが極めて高い精度を有するので、最終的に
も非常に信頼性の高い演景表示値が得られる。
【図面の簡単な説明】
11%1図は第1の発明にかかる液量測定装置の第1実
施例の該略構成を示す側面図、第2図はその測定原理の
説明図である。第3図は同じく第2実施例の一部切欠平
面図、第4図は同じく側面断面図である。第5図は第2
の発明にかかる液量測定装置の一実施例の構成図、第6
図はその制御装置の構成図である。 1・・・タンク、      4・・・センサ部、5・
・・取付ベース、    6・・・ロードセル、8・・
・支持体、 8b・・・同変位端、 0・・・ケーブル、    1 4・・・端子、     1 1・・・制御装置、   2 3・・・数値表示器、  2 6・・・キーボード、   2 2・・・第1のI10装置、3 4・・・記憶手段、    3 8a・・・支持体の固定端、 9・・・支点部、 1・・・ディスプレーサ、 5・・・仮設支点部、 2・・・繰作盤、 4・・・警報装置、 7・・・プリンタ、 3・・・CPU。 5・・・第2のI10装置。 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、容器内に収容される被測定液体よりも比重量が大き
    いディスプレーサと、容器側の所定位置に固定端が固定
    されると共にその変位端に前記ディスプレーサを吊り下
    げた支持体を有して前記変位端に作用する重量を電気信
    号に変換して出力するロードセルとを備え、被測定液体
    の規定最高液面位置にて当該液面下に没しない程度に被
    測定液体中に浸したディスプレーサの検出重量に基づい
    て容器内の被測定液体量を測定するように構成したこと
    を特徴とする液量測定装置。 2、容器内に収容される被測定液体よりも比重量が大き
    いディスプレーサと、容器側の所定位置に固定端が固定
    されると共にその変位端に前記ディスプレーサを吊り下
    げた支持体を有して前記変位端に作用する重量を電気信
    号に変換して出力するロードセルとを備える一方、前記
    容器の形状に対応して同容器内の被測定液体の液量とロ
    ードセル信号との関係を液量毎に予め記憶させた液量記
    憶手段並びに前記ロードセルの出力に基づき前記液量記
    憶手段から液量を検索する液量検索手段を備えた制御装
    置と、該検索結果としての液量を数値表示する表示装置
    とを有することを特徴とする液量測定装置。 3、ロードセルは、その支持体変位端の下方に所定の間
    隔を空けた位置にてディスプレーサを吊り下げる端子を
    仮に固定する仮設支点部を有することを特徴とする請求
    項第1項または第2項に記載の液量測定装置。 4、ディスプレーサは、被測定液体を収容する容器と同
    一の線膨張係数を有する材質で形成されるとともに、そ
    の表面に弗素樹脂加工が施されていることを特徴とする
    請求項第1項から第3項の何れかに記載の液量測定装置
    。 5、制御装置は、容器内の液量がディスプレーサの長さ
    と位置に応じて定まる上限値もしくは下限値に達したと
    きに警報装置を駆動する警報手段を有することを特徴と
    する請求項第2項に記載の液量測定装置。
JP63166370A 1988-07-04 1988-07-04 液量測定装置 Expired - Lifetime JPH0711439B2 (ja)

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JPH0711439B2 JPH0711439B2 (ja) 1995-02-08

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