JPH0219717A - 体積測定装置 - Google Patents

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］ この発明は、タンク内に収納された液体、粉体、粒体、
異形状物体等の体積を測定する体積測定方法及びその装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の体積測定装置としては第２０図乃至第２
４図に示す如きものがある。以下、この従来例について
具体的に述べる。

第２０図は液面位測定開始の初期状態を示し、また第２
１図は液面位の測定過程におりる状態を示す図であって
、ピストン（体積変化手段）７がシリンダ（体積変化量
）８の最深部まで移動させられたとき、すなわち最大ス
トローク移動したときの状態を示す。

第２０図においてタンク３の体積をｖ丁、その空洞部分
すなわち液体４が満たされていない部分の体積Ｖ２％シ
リンダ８の最大体積変化量に対応する体積をＶｏ　　（
＜Ｖｌ、Ｖｌ　）％補正室９の体積をＶ　（、タンク３
内の圧力をＰｏとし、かつバルブ１０が解放されている
ものとすると、ポアッソン（Ｐｏｉｓｓｏｎ）の法則に
基づいてＰｏ　（Ｖｌ　＋ｖ、）＋ｖ、）γ＝ｎＲＴが
成立する。なお、ｎはシリンダ８、補正室９及びタンク
３の空洞部の気体のモル数、Ｒはガス定数、Ｔｏは気体
の絶対温度、γは定圧比熱と定積比熱の比を示す。

ここでピストン７が、断熱を保持した状態で最大ストロ
ーク８動させられると、第２１図の如（Ｖ、＝Ｏとなる
と共にタンク３内圧力がΔＰ０だけ増加し、 （ｐｏ　　＋ΔＰＧ　）（Ｖｌ　　＋Ｖｌ　　）　　γ
＝ｎＲＴ（。

が成立する。これより、 ＰＧ（Ｖ２＋ＶＯ＋Ｖｌ）　　γ＝　（Ｐ６＋ΔＰｏ）
　　（ｖｉ”ｌ　γ・・・（１） 式（１）は、近似的に となり、タンク３の空洞部分の体積ｖ２は、となる。

次に第２０図及び第２１図においてバルブ１０を閉成す
ると、補正室９とタンク３との通気性は完全に遮断され
、上記の如く第２０図においては、 Ｐｏ　　（Ｖｏ　　＋Ｖ＋　　）　　γ＝　ｎ　ＲＴ。

が成立し、また第２１図においてはｖ、）＝Ｏとなり、
タンク３内圧力がΔＰ０°だけ増加するので、 （ｐｏ　　＋ΔＰ０°）Ｖｌ　　γ＝　ｎ　ＲＴ　。

が成立する。これにより、 Ｐａ（Ｖｏ＋Ｖ＋）　γ＝（Ｐ０＋ΔＰ０°）ｖ＋γ　
・（３）式（３）は、近似的に となる。ここでシリンダ８の最大体積変化量に対応する
体積ｖ０及び補正室９の体積ｖ１は既知で、かつΔＰｏ
゛は測定することができるので、ＴＰＯの値を求めるこ
とができる。これによって、式　（２）におけるタンク
３の空洞部分の体積■２は、算出可能となり液体４の体
積ｖＬは、Ｖ、−Ｖ、によって求めることができる。

なお、第２０図および第２１図における３ａはエンジン
にガソリン等の液体４を供給するパイプである。

次に、上記の如く説明した発明の原理に基づく具体的装
置の例の構成を第２２図及び第２３図を参照して説明す
る。なお、第２２図において第２０図と同一構成の部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

７はピストンで、周面に磁極を有する円盤状の永久磁石
からなると共にその周面には磁性流体７ａが吸着され、
後述のシリンダ８との隙間を塞ぎ、通気を防止し、かつ
シリンダ８内をピストン７が摺動するときの摩擦を小さ
くしている。なお、ピストン７の周面に０リングを取り
付けることによって通気を防止してもよい。８はシリン
ダで、その一端開口部８ａは補正室９に連通されると共
に、他端を開口している。９は補正室で、その体積ｖ１
がタンク３の全体積Ｖ丁に対して十分に小さく設定され
ていると共に、シリンダ８の最大体積変化量すなわちピ
ストン７の摺動によって変化する最大体積ｖ０に対して
、例えば１０倍の体積に設定されて、ピストン７の一往
復によって、内部の圧力変化は、正弦波状に変化する（
これは後述のモータ１６の定速回転による）。また補正
室９は、電磁バルブ１０及び第１のパイプ１１を直列に
介してタンク３の液体注入口５の開口縁の近くに接続さ
れ、気体がタンク３内と補正室９との問を流通できるよ
うに設定されている。なお第１のバイブ１１の液体注入
口５、電磁バルブ１０間の一部は、該液体注入口の開口
縁より高く位置せしめられており、液体４が液体注入口
５の開口縁まで注入されても補正室９内に液体４が流れ
込まないように設定されている。１２は圧力センサで、
基準圧力室１２ａ　、検出圧力室１２ｂ　、その双方の
圧力室１２ａ、１２ｂを仕切り、かつその双方の圧力室
の圧力の差に比例して歪む歪板１２ｃ及び該歪板に貼付
けられているストレインゲージ等の圧力センサ本体１２
ｄからなり、その基準圧力室１２ａは空洞室１３及び微
細管の第２のバイブ１４に直列に第１のバイブ１１に連
通され、その空洞室１３及び第２のバイブ１４は、タン
ク３内の圧力変動を吸収し空気圧フィルタを構成してい
る。また検出圧力室１２ｂは補正室９に連通され、圧力
センサ本体１２ｄは歪板１２ｃが受ける双方の圧力室１
２ａ、１２ｂの圧力差を検出して電気信号に変換する。

１５は円板で、透孔１５ａが設けられていると共に、ピ
ストン７を往復直線運動させるためのクランク１５ｂの
一端が連結させられている。また円板１５は、後述のモ
ータ１６の回転軸に図示されない減速ギアを介して連結
されている。

＋７は光センサで、ピストン７が最大に後退した位置で
透孔１５ａに対面するように設けられており、円板１５
の透孔１５ａを検出する。１８はモータ駆動制御回路で
、電源投入直後にモータ１６を回転せしめるための信号
の供給を後述の演算処理回路２１から受け、光センサ１
７の位置に円板１５の透孔１５ａを一致させる為の信号
をモータ１６に供給する。またモータ駆動制御回路１８
は後述の演算処理回路２１から前記信号とは別の信号を
受けて、モータ１６を一定角速度ω。で回転駆動せしめ
るための駆動信号をモータ１６に供給する。１９はバン
ドパスフィルタで、モータ１６の角速度ω。に対応する
周波数成分のみを抽出して出力するように設定されてお
り、圧力センサ１２で発生するノイズ成分、タンク３内
の温度上昇に対応して圧力センサ１２で発生するドリフ
ト成分等を除去する。２０は振幅検出回路で、バンドパ
スフィルタ１９の出力を人力し、その波高値を検出する
。２１は演算処理回路で、ＣＰＵ　（ＣＥＮＴＲＡＬＰ
ＲＯＣＥＳＳＯＲＵＮＩＴ）、ＲＯＭ　（ＲＥＡＤ　０
ＮＬＹ　ＭＥＭＯＲＹ）等からなり、振幅検出回路２０
の出力を入力して、次のごとき演算処理を実行すること
によってタンク３内の液面位を算出し、算出結果を表示
部２２に供給して表示せしめる。

次に演算処理回路２１の作動を第２４図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

第２４図に於て、電源を投入すると、スタートステップ
１００から初期設定ステップ１０１に進み、演算処理回
路２１を構成するｃｐｕ等が初期設定され、かつその初
期設定径所定時間が経過するとバルブ閉成信号の出力開
始ステップ１０２では、バルブ１０を閉成するための信
号を演算処理回路２１から図示されない駆動回路を介し
てバルブ１０に供給する。次に係数推定ステップ１０３
に進み、ピストン７を複数回往復運動させることによっ
て式　（４）における係数γＰ０値を推定する。すなわ
ち、ＲＯＩＡに記憶された補正室９の体積Ｖｌ及びシリ
ンダ８の最大体積変化量に対応する体積ｖ０並びに圧力
センサ１２によって測定された補正室９内の圧力変化幅
ΔＰＧ’（前記ピストン７の複数回の往復運動の圧力変
化幅の平均値）によってγＰ０を式　（４）のγＰＧ−
ΔＰ　６’Ｖ　Ｈ／　Ｖ　Ｏに基づいて求める。求めた
後、バルブ閉成信号の出力停止ステップ１０４に進み、
バルブ１０を開放するためにバルブ１０へのバルブ閉成
信号の供給が停止され、次のタンク内空調体積の算出ス
テップ１０５に進み、前記係数推定ステップ１０３での
ピストン７の往復運動の回数よりも多い回数ピストン７
を往復運動させることによって、ステップ１０５では、
前のステップ１０３で求めた係数γＰＧ、ＲＯＭに記憶
されたシリンダ８の最大体積変化量に対応する体積Ｖ　
Ｏ％該体積ｖ０と同様にＲｏｌｌに記憶された補正室９
の体積Ｖ、及び圧力センサ１２によって検出された圧力
ΔＰ０（前記ピストン７の複数回の往復運動の圧力変化
幅の平均値）に基づいてタンク３内空洞部分の体積ｖ２
を求め、次の液面位算出ステップ１０６に進み、直前の
ステップ１０５で求めたタンク３内空洞部分の体積■２
をＲＯＭに記憶されたタンク３の全体積７丁から減算す
ることによって液体４の体積■、を算出する。更に次の
液面位信号発生ステップ１０７に進み、このステップ１
０７で表示部２２に対して液面位を表示させるための信
号を演算処理回路２１から供給し、その後バルブ閉成信
号の出力開始ステラツブ１０２に戻る。その後は、上記
の動作が周期的又は非周期的に繰り返される。なおタン
ク内空洞体積の算出ステップ１０５と液面位算出ステッ
プ１０６との間には、タンク３内の空洞部分の体積が大
きく変化した場合のキャンセルステップ（図示せず）が
設けられている。

［作　　　用］ 次に、上記構成の作動を説明する。電源が投入されると
光センサ１７からモータ駆動制御回路１８に透孔１５ａ
を光センサ１７の位置に一致させるための信号が供給さ
れ、モータ１６が回転されて光センサ１７の位置に円板
１５の透孔１５ａが一致せしめられる。なおこの作動は
電源投入直後から所定時間内に終了させられる。その後
、演算処理回路２１からバルブ１０にバルブ閉成信号が
供給されることによってバルブ１０が閉成され、更に演
算処理回路２１からモータ駆動制御回路１８にモータ１
６の複数回の回転開始を指示する信号が供−給される。

該信号が供給されるとモータ駆動制御回路１８は、モー
タ１６を一定角速度ω。で一方向に指示された回転数だ
け回転せしめ、モータ１６の回転軸に連結された円板１
５が回転させられることによってクランク１５ｂを介し
てピストン７がシリンダ８内を往復運動し、シリンダ８
の最大体積変化量に相当する体積■１の部分の空気を補
正室９に送り込んだり、補正室９の空気を吸い込んだり
し、補正室９内の圧力を正弦波状に変化せしめると、圧
力センサ１２の検出圧力室１２ｂの圧力は、補正室９の
圧力が伝わることによって正弦波状に変化し、タンク３
内圧力と等しい基準圧力室１２ａの圧力との差が、圧力
センサ本体１２ｃによって検出され、正弦波状の電気信
号に変換される。その信号はバンドパスフィルタ１９を
介して振幅検出回路２０に供給され、その波高値が検出
される。検出された波高値は、演算処理回路２１に供給
され平均化されることによって、係数γＰ０が算出され
、ＣＰＵ内のレジスタ等に記憶される。その後、演算処
理回路２１からバルブ１０にバルブ閉成信号の供給が停
止されて、バルブ１０は開放され、さらにモータ１６は
係数γＰＧを算出するときよりも多くの回数回転させら
れることによって式（２）の演算がなされ、タンク３内
の液体４の体積が算出され、その算出結果は表示部２２
に表示される。以後、上記動作が繰り返され、バルブ１
０が閉成される毎に係数γＰ０が更新されて記憶され、
再度新たに液面位が算出される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の体積測定装置にあって
は、係数γＰＧを推定するために、タンクと補正室９と
バルブ１０を介して連結する構成となり装置全体の形状
が大型化するという問題点があった。

また、バルブ１０に開口断面積の小さなものを用いると
流量抵抗が大きくなり、バルブ１０を開口し、加圧した
場合に、補正室９をタンク３内の空洞部分とが連通した
１つの空間として見做されず、別個の空間となってしま
い、測定誤差を生じさせる原因となる問題点があり、こ
れを避けるために、ピストン７の駆動角周波数ω０を非
常に小さくすると測定時間が長くなるという問題点があ
った。そこで開口断面積の大きなバルブを用いることが
考えられるが、そうするとコストアップになるという問
題点があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、このような従来の問題点に着目して成され
たもので、複数個のタンクを、体積変化機構（体積変化
手段）を介して連結し、この体積変化機構を動作して上
記それぞれのタンクの体積を変化せしめ、この変化によ
るタンク内の圧力変動を夫々のタンクに設けられた圧力
センサで検出し、該検出値に基づいて、タンク内収容物
の体積を測定することができるようにした体積測定方法
及びその装置を提供することにある。

［実　施　例］ 以下に本発明の実施例を第１図乃至第１９図に基づいて
詳細に説明する。

まず第１図乃至第６図において、原理説明を行なうと、
３０は例えば液体、粉体、粒体、異形状物体等を収納す
る異形状のメインタンクであって、このメインタンク３
０には連結バイブ３２を介して補正用タンク３１が連結
されている。また上記異形状メインタンク３０の上部に
は小径の通気孔３５が穿設されている。上記補正用タン
ク３１の上部には例えばピストン、ベローズ、ダイヤフ
ラム等の体積変化手段（機構）３３が設けられていて、
この体積変化機構３３の動作によって補正用タンク３１
内の体積を変化させることができるようになっている。

なお第５図においては、補正用タンク３１内の内圧を検
出するためのゲージ圧力センサ３４が設けられている。

以上が本実施例の構成であって、次にその構成による測
定原理を説明する。

測定原理 （１）第１図のような連結タンクシステムを考える。こ
れは体積Ｖ、、Ｖ、の２種類のタンクによって構成され
る。タンク３１．３０は流量抵抗ｒ１のバイブ３２によ
って接続されており、タンク３０の通気孔３５の流量抵
抗ｒ２である。双方のタンク３０．３１内の気体の比熱
比をγ、気体定数をＲ、タンク３１の熱時定数をτとす
る。タンク３１に、ピストン、ダイヤフラム、ベローズ
等を用いた体積変化機構３３を取り付け、この体積変化
機構３３によって実際に発生する体積変化量をｖ　（ｔ
）　とする。

タンク３０．３１が剛体の場合、タンクの加圧減圧時に
タンク３０．３１が歪まないので、ピストン、ダイヤフ
ラム、ベローズ等の体積変化量■。（１）と実際に発生
する体積変化量ｖ　（ｔ）は等しい。もしタンク３０が
フレキシブルな場合、タンク加圧減圧時にタンク３０が
歪むので、その収縮又は拡張による体積変化量に応じた
分だけｖ　（ｔ）はＶ。（１）より小さくなる。

ｖ（ｔ）＝Ｏのとき、タンク３１の中の気体の絶対圧力
、温度、モル数をそれぞれｐｏ、ＴＩ、ｎｌｓタンク３
０の中の気体においてそれぞれＰｏ、Ｔｚ、ｎｚ　とす
る。測定環境が著しく変化しない場合、通気孔３５を介
してタンク３１゜３０内外に気体が循環するので絶対圧
力ｐ。は外気圧と等しく、その変化は非常に遅く、外気
圧と等しく変化する。

ｖ　（ｔ）≠０のとき、圧力、温度、モル数も体積変化
機構の状況に応じて変化し、 タンク３１において、 圧力はＰａ＋Δｐ＋（ｔ） 温度はＴＩ＋Δ７１（ｔ）。

モル数はｎｌ−Δｎ＋２（ｔ）　　と変化する。

タンク３０において、 圧力はｐ０＋ΔＰ２（ｔ）。

温度はＴ２＋ΔＴ　ｔ　（ｔ）　。

モル数はｎ２＋Δｎ＋２（ｔ）−Δｎ２　（ｔ）　　と
変化する。

Δｎ＋２（ｔ）はタンク３１からタンク３０に流れた空
気のモル数、Δｎ２（ｔ）はタンク３ｏから通気孔３５
を介して外部に漏れた空気のモル数である。

ここでこのシステムについて次の仮定を設定する。

１）タンク内気体は理想気体である。

２）Ｖ（ｊ）＜　（Ｖ＋　、Ｖ２　） ３）タンク３０゛の熱容量は大きく、圧力変化Δｐ２（
ｔ）に伴なうタンク内温度変化は体積変化量ｖ　（ｔ）
の変化の速さに比べ非常に遅く無視できる。

４）体積変化量ｖ　（ｔ）の変化の速さは、それに伴い
変化する圧力がタンク３０．３１内の至るところで等し
い程度とする。

５）タンク３０内に被計測物体を入れても、この物体に
よりタンク３０内に２つ以上の閉じたガス空間、すなわ
ち空洞部分が構成されない。

以上の仮定は、それほど大きな制約となるものはない。

体積変化量ｖ　（ｔ）に対するΔｐ＋（ｔ）、Δｐ２（
ｔ）、ΔＴ＋（ｔ）、Δ”ｒｉ（ｔ）、Δｎ＋２（ｔ）
、Δｎａ（ｔ）の変化は本来、非線形方程式で表される
が、仮定２）よりその大きさはＰＯ％ＴＩ、Ｔ、、ｎ、
、ｎ、に対して非常に小さく、そのため線形方程式で近
似できる。静的状態においてタンク３０．３１内の気体
の圧力、温度、モル数の関係は次の代数方程式で表され
る。

ＰｏＶ＋−ｎＩＲＴ＋　＋　１ｌＯＶ２−　ｎ２ＲＴ２
　　　　（ｌａ）また仮定１）、３）、４）、５）より
、動的状態においてはタンク３０．３１内の気体の圧力
、温度、モル数の関係は、次の線形常徹分方程式で表さ
れる。

（１ｂ） （１ｄ） ΔＴ＋　（０）　　−０（Ｉｆ） 流量抵抗ｒ、上式においてはｒｌ＋ｒ２はバイブ３２の
長さ℃と直径ｄより次の式のように求められる。

この式は長さａが５０〜６５Ｇ［＋１１１１１１　、直
径ｄが２．（１〜９．０［ｍｍ］のアルミ製パイプを用
いて実験的に求めたものである。

また、体積変化ｖ　（ｔ）は次のように表される。

Ｖ　（ｔ）　＝ＶＯ（ｔ）−Δｖ（ｔ）　　　　　　　
（ｌｈ）ΔＶはタンクの材質、形状、容積等から定まる
タンク固有の定数であり、Δｖ（ｔ）は体積変化機構３
３の体積変化量Ｖａ（ｔ）の変化に伴うタンクの拡張、
収縮による体積変化量である。

式（１ａ）〜（ＩＩ）にラプラス変換を施し、入力ｖ（
ｔ）から出力Δｐｔ（ｔ）までの伝達関数を求めると次
のようになる。

（２ａ） となる。係数ｒ２Ｖ２／ＲＴ２　、　ｒｌＶ２／ＲＴ２
　、　ｒ＋Ｖｔ／ＲＴ＋は、圧力変化の時定数である。

例えばｒ２ｖ２／ＲＴ２はタンク３０における空胴部分
の絶対温度Ｔ２る。補正係数ｋｚ（Ｓ、ｒｌ、ｒｚ、ｌ
／＋、Ｖ２）は、メインタンク３０の容積ｖ２により変
化するが、第２図に示されるに２（Ｓ、ｒｌ、ｒｚ、Ｖ
＋、Ｖｚ）　（Ｄ周波数特性において、適当な周波数、
例えば区間Ａの４　Ｘ　１０−’〜１０−’Ｈｚの周波
数を選ぶことにより近似的に定数と見做せる。

＋＜＜〈ｒｚ　　（ｒｚは空気等の通気孔３５の流量抵
抗）で熱時定数でとｒｚ　（Ｖ＋＋ＭｉｎＶ２）／ＲＴ
ａが同程度の値なら次のような角周波数が存在する。

（２ｃ） この条件において補正係数に２（ｓ、ｒｌ、ｒｚ、ＶＢ
。

Ｖ２）は次のように近似される。

ｌ　ｋ２（ｉω＋ｒｌ＋ｒ２＋Ｖｌ＋ｖ２）　　ｌ　’
ｓｒ　ＩＺｋ２（ｉω、ｒｌ、ｒ２＋ｖｌ＋ｖ２）　　
＝　Ｏ（２ｄ）ゆえに、式（２Ｃ）の条件を満たす場合
、入カシ（１）から出力Δｐ＋（ｔ）　までの伝達関数
はγｐｏ／　（ｖ＋◆ｖ２＋ΔＶ）となる。

なお、体積変化機構３３が角周波数ω０で正弦波状にｍ
ａｂされる場合、 ３２が閉塞されている状態と同等と考えられる。

即ち であればよい。

（２）次に第３図のような単一タンクシステムを考える
。これは第１図のタンク３１．３０の間を結合するバイ
ブ３２の断面積を非常に大きくしたもので、これにより
バイブの３２流量抵抗ｒｌの値が非常に小さくなる場合
に相当する。これより、第３図のｖ　（ｔ）からΔＩ）
２（ｔ）までの伝達関数は式（２ａ）においてｒ１→０
、Ｔ２　＝　Ｔ　ｒ　、ＡＰ２＝　Ａ＋１＋、Ｖ２’＝
Ｖｌ　＋ｖ、としたものであり、次のようになる。

（２ｆ） ここで、 （２ｇ） となる。次のような角周波数ωを考える。

例えば第４図の周波数特性においてＡに示す１０−’ｌ
＋ｚ以上の周波数である。このような周波数に設定する
ことにより補正係数に、（ｉω、ｒｚ。

■、°）は次のように近似される。

ｋ、（ｉω、ｒ２＋Ｖ３’）　ｌ〜１゜ｋ＋　（ｉω、
ｒｚ、Ｖｓ’）”Ｆ　Ｏ（２ｉ）このとき、伝達関数は
γＩ）Ｏ／　（Ｖ２°◆ΔＶ）となる。

次に上記原理を第５図に示す具体例に基づいて説明する
。

第５図において補正タンク３１は第１図におけるタンク
３１に相当するものであり、体積変化機構３３であるダ
イヤフラムを夫々２種類の角周波数ωＬ、ωＨ（ωしく
ωＨ）で同時に（ｖ　、ｓｌｎωＬｔ＋　ｖ　ｏｓｉｎ
ω、ｔ）　、又は交互に（Ｖ　ｏｓ１ｎωＬｊ＋　Ｖ　
ｏｓｉｎωＨｔ）駆動し、バイブ３２は、高い角周波数
ω□では流量抵抗ｒ１は式（２ｅ）より非常に大きくな
るので圧力変化をメインタンク３０に伝達せず、実質的
に補正タンク３１とメインタンク３０とが切り離され、
バイブ３２カ置危量抵抗の極めて大きな空気漏れ孔とな
るために補正タンク３１だけの圧力変化を計測でき、こ
の場合第３図に示す単一タンクシステムの理論が通用さ
れる。

ここで補正タンク３１の容積をＶ　ｌ　、メインタンク
３０内の気体の体積をＶ２％メインタンク３０内の液体
の体積を■し、補正タンク３１とメインタンク３０の容
積の和をｖＴとする。

補正タンク３１の圧力変化Δｐ＋（ｔ）は式（２ｈ）を
満たす角周波数ωＨを用いると、 Δｐ＋（ｔ）　　＝γ□Ｉ　ｋ＋　ｌ　ｖ、５ｉｎ（ω
、ｔ＋　φＩ）Ｖ◆ΔＶ Ｏ ｍ　ｙ　　　　　　　ｖ、ｓｉｎωｏｔ　　　　　　　
（３ａ）となる。また、メインタンク３ｏを剛体、すな
わちΔｖ＝０とし、角周波数ωＬが式（２ｃ）を満たす
とき、Δｐ１（ｔ）は次のようになる。

ａ Δ１１＋　（ｔ）　−１’　　　　　Ｉ　ｋ＋　ｌ　Ｖ
ｏＳｉｎ（ωｈｔ＋φ２）ν１＋ΔＶ １）。

ｍ　７　　　　　ｖ、ｓｉｎω、ｔ　　　　　（３ｂ）
ＶＩ 次に低い角周波数ω、ではパイプ３２の流量抵抗が小さ
くなり、補正タンク３１とメインタンク３０とが非常に
太いパイプで結合された形になるので補正タンク３１内
での圧力変化はメインタンク３０に伝達され、両タンク
３０゜３１の圧力変化を計測できる。

この場合も第３図に示す単一タンクシステムの原理が適
用される。

そこでｖ（シ）を角周波数ω、で駆動したときのΔｐ＋
’（ｔ）の振幅を測定すると、 Δｐ１°（ｔ）＝ ここでωＨで駆動したときのΔｐ＋（ｔ）の振幅をＡ、
、ω、で駆動したときのΔｐ＋（ｔ）の振幅をＡ２とす
ると、式（３ａ）　、　（３ｂ）　よりメインタンク３
０及び補正タンク３１内の気体の体積の和Ｖ、＋Ｖ２は
次のように求められる。

液量りＬは次のように求められる。

また、メインタンクがフレキシブルな場合Ａ　Ｉ　＋　
Ａ　２の比の値Ｃは次のようになる。

この場合、液量を求めるにはΔＶ、１に一／ｈａｔをキ
ャリブレーションにより求める必要がある。キャリブレ
ーションはメインタンク３０に体積の正しく測定された
液体を入れ、ｖ２とＣを求める。これを異なった体積に
ついて２回行い、得られた値を式（３ｆ）に代入し、Δ
Ｖ、ｋｌ／ｌｉ＋ｚｌを求める方法である。

このとき、液量ｖＬは次のように求められる。

上記原理説明における剛性タンクとフレキシブルタンク
の場合の夫々の信号処理は次の如くである。

（イ）剛性タンクの場合（第６図） 体積変化機構３３が（ｖｏｓｉｎωＬｔ＋ｖｏｓｉｎａ
＋　Ｈｔ）（ωしくωＨ）の駆動力によって駆動される
と、それによる圧力変化がゲージ圧力センサ３４で検出
され、２つの並列接続されたバンドパスフィルタ３６．
３７に供給される。一方のバンドパスフィルタ３６は、
中心角周波数ω。

で、角周波数ω、の信号成分のみを抽出するように設定
され、また他方のバンドパスフィルタ３７は、中心角周
波数ω、で角周波数ω□の信号成分のみを抽出するよう
に設定されている。

これらのバンドパスフィルタ３６．３７の夫々の出力信
号は夫々に接続され、かつ同一ゲインの振幅検出器３８
．３９で振幅が検出され、低い方の角周波数ω、の信号
成分の振幅を検出する一方の振幅検出器３８の出力γＰ
ｏｖｏは、高い方の角周波数ω□の信号成分の振幅を検
出する４０によって除算され、メインタンク３０内の空
胴部分の体積ｖ２と補正タンク３１の容積Ｖ、との和（
ＶＩ”Ｖ２）が算出される。

その算出結果Ｖ、＋Ｖ、は引算４１で設定されているメ
インタンク３０の容積ｖＴと補正タンク３１の容積ｖＩ
との和から引算され、その結果メインタンク３０内に収
納された液体等の収納物の体積ｖＬが算出される。なお
、一方のバンドパスフィルタ３６のゲインは他のバンド
パスフィルタ３７のゲインのｖ１倍に設定されている。

（ロ）フレキシブルタンクの場合（第５図）体積変化機
構３３が（ｖ、５ｉｎａ＋　、ｔ＋ｖ、ｓｉｎω、ｔ）
（ω、くω８）の駆動力によって駆動されると、それに
よる圧力変化がゲージ圧力センサ３４で検出され、２つ
の上記のバンドパスフィルタ３６．３７に供給される。

一方のバンドパスフィルタ３６では角周波数ω直、の信
号成分が抽出され、また他方のバンドパスフィルタ３７
では角周波数ωＨの信号成分が抽出され、夫々の出力信
号は夫々に接続された上記の振幅検出器３８．３９で振
幅が検出され、低い方の角周波数ωしの信号成分の振幅
を検出する一方の振幅検出器３８の出力γ１ｋｌｌＰＯ
Ｖｏは、高い方の角周波数ωＨの信号成分の振幅を検出
する他方のる。

関数の係数から算出される補正係数に対応する増幅率１
　ｈ２／に＋　１の増幅率４２で増幅される。

その後、増幅された信号は、引算器４１で設定されてい
る値（Ｖア＋ｖｌ＋ΔＶ）から引算され、その結果メイ
ンタンク３０内に収納された液体等の収納物の体積ＶＬ
が算出される。なお、ΔＶとに２１／１ｋ１１は予めキ
ャリブレーションにより求められている。

次に第７図から第１９図において本発明の具体的実施例
について説明する。

まず第７図において、体積変化機構３３の構成を説明す
る。この体積変化機構３３は、タンク３の上側開口部３
３ａに取付ねじ３３ｂ及びパツキン３３ｃを介して機密
に取付けられる蓋体３３ｄに、ヨーク収容室３３ｅを形
成し、このヨーク収容室３３ｅ内には、ガイド杆３３ｆ
及びガイド壁３３ｇによフて上下方向に移動可能に支持
されている第１のヨーク３３ｈが収納されている。また
この第１のヨーク３３ｈの内部には、マグネット３３ｉ
　と、このマグネット３３ｉ　に取付けられる第２のヨ
ーク３３ｊが設けられており、この第２のヨーク３３Ｊ
　と前記第１のヨーク３３ｈ　との間には、ソレノイド
３３ｋが位置され°Ｃいる。このソレノイド３３には、
前記の蓋体３３ｄに固定されている。第２のヨーク３３
Ｊには、前記蓋体３３ｄに設けられた孔３３ｑを貫通す
る連結杆３３２が取付けられており、この連結杆３３交
の先端には、中央部に向けて傾斜し、かつ剛性を有する
底板３３ｍの中央部が固定して取付けられている。この
底板３３ｍの周囲に筒状ベローズ３３ｎの下端縁が気密
に接着されており、さらにこの筒状ベローズ３３ｎの上
端縁は蓋体３３ｄに気密に固着されている。なお前記底
板３３Ｉ１１の中央部にはベローズ３３ｎの内部とタン
ク３の空洞部分との静圧を等しくするための細孔３３ｐ
が穿設され、筒状ベローズ３３ｎの収縮時に、該細孔３
３ｐを介してベローズ３３ｎ内側空間に入ったタンク３
内の気体が凝結したときに発生する水滴等の液体を排出
する機能を有している。３３ｒは、前記のヨーク収容室
３３ｅ内を気密に閉塞するための蓋板を示す。収容液体
４の最上位面は、前記底板３３＋ａが浸漬されることが
ないように設定されている。なお、ベローズを上記にお
ける筒状ベローズ３３ｎと底板３３Ｉ１１とが一体化さ
れたものを指す場合もある。

次にその作用を第８図（Ａ）　、　（Ｂ）に基づいて説
明する。

このシステムは圧力センサ３４からの検出信号を微分回
路４３で微分し、その微分出力を増幅器４４を介してソ
レノイド３３ｋにフィードバックさせ、一定周波数でベ
ローズ３３ｎを共振させるものである。

次に上記モデルの作動を解析する。まず第８図（Ａ）を
モデル化した第８図ＣＢ）において、次のように変数、
係数を定義する。

ｋ、：ベローズ３３ｎのバネ定数 Ｘ：ベローズ３３ｎの変位 ｄ：ベローズ３３ｎの空気によるダンパ定数ｆ：ベロー
ズ３３ｎに加わる力 Ｇ：増幅器４４のゲイン Ｂ：ソレノイド３３にの磁束密度 るとし、次のような式で表せるとする。

ｉ：ソレノイド３３ｋを流れる電流 Ｌ：ソレノイド３３にのインダクタンスＲ：ソレノイド
３３にのコイル抵抗 Ｖ：ソレノイド３３ｋに印加される実際の電圧 上記定義から第８図（Ｂ）は次のように状態方程式で示
される。

ｆ＝ｂＩｉ ・・・（７） ■　バネ定数にはベローズにｂと空気バネにより次のよ
うに表すことができる。

Ｐｏ：大気圧 Ｓ：ベローズの実効面積 ｖｂ：ベローズの容積 ベローズの最大伸縮特性を考慮にいれＫは′ｉＪ４図の
ような特性を持つとする。よって（６）式のＫｘの項は
Ｋ（×）として次のように表せるとする。

Ｖ−Ｖ＋−Ｂ　　Ｉ　　ｘ　　　　　　　　　・・・（
９）Ｖ＋　−Ｇ　ｘ　　　　　　　　　　　　　＝・（
１０）原理的にはこのシステムは上の方程式で表すこと
ができるが実際の機器では様々な条件があり、そのこと
を考慮に入れ次のような仮定が成り立つとする。

■　（８）式においてＬは数ｉＨと小さく無視でき・・
・（１２） Ｘｗａａｘ　：ベローズの最大伸縮限界よって式（６）
は とする。

■　（１０）式のゲインＧはアンプで得られる電圧に限
界があるためアンプに第５図のような特性があると仮定
する。

このことを考慮に入れｔａｎ−１を用いて第５図の特性
を近似する。

−２ＶＩＩａＭ Ｖ、　＝　　　　　ｔａｎ−’　（ＧＸ）　　　　　−
（１０）　’π Ｖｗａａｗ　：アンプによって得られる電圧よって式（
６）’、（７）、（８）’、（９）、（１０）’より次
の状態方程式が成り立つ。

上記の（１３）式から、ベローズ３３ｎが単振動した場
合の共振周波数（ｆ）を求めると その結果Ｖの値を、第９図に示す如く蓋板３３「を逆Ｕ
字状に形成して、ヨーク収容室の体積（Ｖ）を大きく設
定することにより共振周波数を低く設定できる効果があ
る。

次に上記原理に基づいて本発明による具体的実施例の説
明をする。

第１０図は、補正タンク３１とメインタンク３０との間
に体積変化機構３３を置いたものであるメインタンク３
０と補正タンク３１の静圧を等しくするため、両タンク
３１．３０間かオリフィス４７ａを有する細いバイブ４
７で接続され、メインタンク３０と補正タンク３１とが
大気圧の影響を受けないように、完全に閉じられた系と
なっているため、タンク３０．３１内の気圧はタンク３
０．３１内外の気圧差による影響を全く受けない。ここ
でこのバイブ４７の圧力伝達の時定数は、体積変化手段
３３による補正タンク３１の圧力変化の時定数よりも十
分大きく、またタンク３１．３１外の大気圧、すなわち
絶対圧力の圧力変化の時定数より十分小さいものとする
前提のもので、ピストン、ベローズ、ダイヤフラム等の
体積変化機構３３を駆動し、ｖ　ｓｉｎω。ｔの関数で
示されるような体積変化を補正タンク３１及びメインタ
ンク３０に与えると、すなわちメインタンク３０及び補
正タンク３１の双方に単一タンクシステムの原理が適応
される。そこで Ｖ　（ｔ）　＝　ｖ　ｓｉｎ　（Ｌｌ　ｏｔ　　　　　
　　　　（４ａ）とすると、補正タンク３１の圧力変化
△ｐｔ（ｔ）は、 （４ｂ） となり、上式において角の周波数ω。が（２Ｃ）を満た
す場合、 となる。ここで、メインタンク３０が剛体の場合、△Ｐ
２（ｔ）は次のようになる。

（４Ｃ） ここで上式において、補正タンク３１と同様に角周波数
ω。が式（２Ｃ）を満たす場合、となる。

ここで、ｖ　（ｔ）を角周波数ω。で駆動したときの△
Ｐ＋（ｔ）、Δｐ２（ｔ）の振幅を測定し、それぞれの
最大値をＡ１、Ａ２とすると、式（４ｂ）’（４ｃ）“
よりメインタンク３０内の気体体積ｖ２は次のように求
められる。

１／１＝Ｖ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
４ｄ）Ａ２ ここで、ｖＴをメインタンク３０の容積とすると、液量
ｖＬは次のように求められる。

Ａ。

ＶＬ＝　Ｖ丁−Ｖｌ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（４ｅ）すなわち、ピスト、ベローズ、ダイ
ヤフラム等の体積変化機構３３によって、メインタンク
３０と補正タンク３１の夫々の体積がｖ、ｓｉｎωｏｔ
だけ角周波数ω０で規則的に変動すると、メインタンク
３０内と補正タンク３１内の夫々の圧力変動は夫々のタ
ンク３０．３１に取付けられたゲージ圧力センサ３４ａ
、　３４ｂによって検出され、メインタンク３ｏの圧力
変動を検出したゲージ圧力センサ３４ｂの出力は、ゲイ
ン１　（ｄＢ）、中心角周波数ω。のバンドパスフィル
タ３７ｂによって角周波数ω０の信号成分が抽出され、
その後、第１の振幅検出器３９ｂに供給され、入力信号
の最大値、すなわちγ匝が検出され出力される。また補
正タンク３１の圧力変動を検出したゲージ圧力センサ３
４ａの出力は、ゲイン■１、中心角周波数ω。のバンド
パスフィルタ３７ａによって角周波数ω。の信号成分の
みが７１倍されて抽出され、その後第２の振幅検出器３
９ａに供給され、人力信号の最大値、すなわちγＰｏｖ
ａが検出され出力される。その後、第２の振幅検出器３
９ａからの出力ＴＰＯＶＯ割算器４０によりて除算され
、メインタンク３０の空洞部分の体積ｖ２が算出され、
その演算結果は、引算器４１に供給され、設定されたメ
インタンク３０の全体積■、から引算され、その結果、
メインタンク３０内に収納された液体等の体積ＶＬが算
出される。

次に、第１０図に示した本発明の回路ブロック図を第１
１図に示す具体例で説明する。５１は補正タンク３１内
圧力の変動を検出する第１のゲージ圧力センサ３４ａか
らの出力を入力する第１のバッファ回路、５２はメイン
タンク３０内圧力の変動を検出する第２のゲージ圧力セ
ンサ３４ｂからの出力する第２のバッファ回路、５３は
ゲイン１で中心角周波数ω。の第１のバンドパスフィル
タで、第１のバッファ回路５１の出力を入力し、その人
力した信号から角周波数ω。の信号成分を抽出した後、
その信号をｖ１倍して出力する。なお、ここでは第１の
バンドパスフィルタ５３として広い範囲に亘ってＱの値
を任意に選択できる状態方程式型バンドパスフィルタを
用い、その通過角周波数ω。は前記体積変化手段３３の
駆動角周波数ω０の変動範囲と一致するような幅△ωを
有するように設定されている。５４は第１のバンドパス
フィルタ５３と同様の機能を有する第２のバンドパスフ
ィルタで、ゲインが１に、また中心角周波数がω０に設
定されている。５５は第１の振幅検出回路で、直列接続
された絶対値回路Ｓ５ａと平滑回路５５ｂとからなり、
第１のバンドパスフィルタ５３の出力の振幅値を検出す
る代りに、実効値を検出して、角周波数ω。にノイズが
重畳された場合に、そのノイズを一平滑化することによ
って第１の振幅検出回路５５がノイズのピーク値を振幅
値として検出することを防止することによって、割算器
５８に供給する信号の信顆性を高めている。５６も第１
の振幅検出回路５５と同一機能の第２の振幅検出回路で
、絶対値回路５６ａと平滑回路５６ｂとを有している。

５７は増幅器、５８は割算器で、第１の振幅検出回路５
５の出力を第２の振幅検出回路５６の出力で除算してい
る。５９は引算器で、シャントレギュレータ６０ａによ
ってメインタンク３０の全容積に対応する設定電圧を発
生する基準値設定回路６０の出力から割算器５８の除算
結果を引いてメインタンク３ｏ内収容物の体積に対応す
る信号を出力する。なお、上記増幅器５７のゲインをＡ
とすると、上記引算器５９、割算器５８からのゲインは
１ハに設定されている。

次にその作用を説明する。

体積変化手段３３が駆動されると第１のゲージ圧力セン
サ３４ａによって補正タンク３１内の圧力変動が検出さ
れ、それに対応する電気信号の実効値がγＰ（、ｖ、と
じて出力され、また第２のゲージ圧力センサ３４ｂによ
ってメインタンク３０内の圧力変動が検出され、それに
対応するれら２つの出力信号が割算器５８に供給され、
メインタンク３０内の空洞部分が算出され、さらに引算
器５９でメインタンク３０の全容積に対応する信号を出
力する基準値設定回路６０の出力信号から除算値を引い
て、その値をメインタンク３０内の収容物の体積として
算出する。

また、メインタンク３０内の空洞部分の体積ｖ２を変動
せしめる周波数は第１２図に示されるように自動車の運
転時に伴う振動によってもたらされる圧力ノイズの周波
数スペクトルの分布の状況から１〜１５Ｈｚ及び２０Ｈ
ｚ以上を選択範囲として設定できる。

また第１３図には、エンジンからメインタンク３０にリ
ターンされるガソリンの熱による圧力変動が細線（イ）
で示され、タンク壁面の振動及びガソリンのスロッシュ
イングによる圧力変動が太線（ロ）で示されているので
、例えばメインタンク３０の一定周波数での体積変動に
よるスペクトルの大きさがＡの場合を考えると、前記メ
インタンク３０内の空洞部分の体積ｖ２を変動せしめる
周波数は、１〜２５Ｈ２及び３０）１ｇ以上を選択範囲
として設定できる。

以上からメインタンク３０内の空洞部分の体積ｖ２を変
動せしめる周波数は、１〜１５Ｈｚ及び３０Ｈｚ以上の
範囲に設定すれば、よいＳ／Ｎ比の信号を得ることがで
きる。

次にメインタンク３・０が非剛体、すなわちフレキシブ
ルな場合について説明する。

また、角周波数ω。が式（２ｇ）を溝たさないがｌ　ｋ
ｚ　（Ｓ、　ｒａ、％１２）　ｌが一定となるような範
囲にあり、メインタンク３０がフレキシブルな場合、す
なわち加圧時にメインタンク３０が圧力によって変形す
る場合、γＰｏｖとＡ１の比を割算器５８でとると次よ
うになる。

これらの値は、キャリブレーションにより求められる。

また、液量ｖＬは次式より求められる。

ＶＬ＝　Ｖ７＋　ＡＶ−Ｃ’ＩＬＩ　　　　　　　　　
　　　　　（５ｆ）ΔＶ：加圧による歪み補正量 Ｃ・ｌｋｉ：駆動周波数の変動による補正量上記フレキ
シブルタンクの場合についての具体例を第１６図に基づ
いて説明する０体積変化手段３３が角周波数ω０で駆動
されると、双方のタンク３０．３１内圧力が変動するの
でメインタンク３０内と補正タンク３１内の夫々のその
圧力変動は夫々のタンク３０．３１に取付けられたゲー
ジ圧力センサ３４ａ、　３４ｂによって検出され、メイ
ンタンク３０の圧力変動を検出したゲージ圧力センサ３
４ｂの出力は、ゲイン１（ｄＢ）、中心角周波数ω０の
バンドパスフィルタ３７ｂによって角周波数ω０の信号
成分が抽出され、その後、第１の振幅検出器３９ｂに供
給さされ出力される。また補正タンク３１の圧力定式（
５ｅ）にはＡＶと１に、１の２つの未知数がある。

勅を検出したゲージ圧力センサ３４ａの出力は、ゲイン
■１、中心角周波数ω。のバンドパスフィルタ３７ａに
よって角周波数ω。の信号成分のみがｖ１倍されて抽出
され、その後第２の振幅検出器３９ａに供給され、入力
信号の最大値、すなわちγＰｏｖｏが検出され出力され
る。その後、第２の振幅検出器３９ａからの出力γＰ（
、ｖｏは、第１４０よって除算され、メインタンク３０
の空洞部分の体積Ｖ、と加圧によるタンク膨張分との増
幅器４６で増幅され、補正された後に、引算器４１に供
給され、設定されたメインタンク３０の全体積■７と該
タンクの加圧による膨張補正分△Ｖとの和から引算され
、その結果、メタンタンク３０内に収納された液体等の
体積ＶＬが算出される。

上記本発明の各実施例において、メインタンク３０内に
燃料を注入したときのタンク内体積を測定した結果、第
１７図に示す如く、測定原器で測定した液体量と略一致
し、精度の高い体積測定がなされた。

なお、上記実施例におけるバイブ４７の径と長さを決定
するに当り、以下に述べる式（８ａ）において、圧力伝
達の遮断周波数を設定しておく必要がある。すなわちバ
イブ４７の流量抵抗ｒ、長さ１と内径ｄの関係を調べる
実験を次にように行った。実験装置は容積７．９［ｆｆ
ｉ］のガラスタンク、圧力変化を与えるための注射器（
容積２００［ＣＣ］）　、圧力検出器としてゲージ圧力
計を用い、以上述べる方法でデータを処理した。

実験方法は、ガラスタンクに取付けたバイブの先を指で
空気が漏れないようにおさえて、タンク内に注射器で圧
力変化（２００［ＣＣ］）を与える。そして、瞬時に指
を離して、その圧力変化を測定し時定数τを求めた０以
上の実験をバイブ長さ１を変えていった場合（５，０〜
６５．０［ｃｍｌ。

５、ＯＥｃｍｌ　きざみ）と内径ｄを変えていった場合
（２，０〜９．０［ｍｍｌ、　１．０［０１１１１１き
ざみ）について行った。

時定数でと流量抵抗ｒの関係は次式で与えられる。ただ
し、Ｖｏ　ｚタンク内体積、Ｔｏ　：気体の絶対温度、
Ｒ：ガス定数とする。

実験結果を第１４図及び第１５図に示す。第１４図はバ
イブの長さλを横軸にとり、内径ｄをパラメータとして
流量抵抗ｒを縦軸にとったものである。第１５図は内径
ｄを横軸にとり、長さ℃をパラメータとしたものである
。

この結果から流量抵抗ｒ、長さ１と内径ｄの関係式を求
める。

まず、第１４図よりｒは１に対し直線的に変化している
ので、次の１次式で表される。

ｒ　＝　ａｏ＋ａ　＋　１１　　　　　　　　　　　（
８ｂ）また、第１５図よりｒはｄに対し双曲線的に変化
しているので、次の式で表される。

ここで式（８Ｃ）に最小自乗法を１次の場合、２次の場
合、３次の場合、・・・と適用していき標準偏差を比較
すると、ｒはｄ２に反比例するものと推定される。

以上のことから、バイブ４７の流量抵抗ｒはその長さＬ
の比例し内径ｄの自乗に反比例するものと推定される。

従って、次のモデルが考えられる。

式（８ｄ）に最小自乗法を適用して定数ａと、ｂの値を
推定すると次のようになる。

この関係式をもとにバイブの長さ１と内径ｄを決定する
。

次に本発明のタンク構造の他の実施例として第１８図及
び第１９図を参照して説明する。

即ちタンク３°が円柱等の一方向の断面が同一形状のも
のの場合には、前記タンク３°の一方向の同一形状の断
面と同一形状で、かつ上下端部に設けられた孔３°ａ、
　３°ｂを有する仕切板３°Ｃで、タンク３°内を仕切
り、小さな測定室３°ｅを形成せしめ、この測定室３°
ｅ内の液体体積を測定するようにすれば、体積変化機構
を小型することができるのでこれに伴って装置全体形状
を極めて小さくすることもできる。

ただし、この場合、測定室３°ｅと、タンク３゜との体
積比を前もって測定しておく必要があり、測定室内の液
体４の体積に前記比を掛は合わせた値がタンク内の液体
の全体積となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、°この発明は、その構成を複数個
のタンクを、体積変化機構を介して連結し、この体積変
化機構を動作して上記夫々のタンクの体積を変化せしめ
、この変化によるタンク内の圧力変動を夫々のタンクに
設けられた圧力センサで検出し、該検出値に基いて、タ
ンク内収容物の体積を測定することができるようにした
ものであるから、補正タンクとメインタンクの静圧が等
しく、タンク内外の気圧差による影響は全く受けない。

従って、タンク内外の気圧差が大きく変動する航空機、
自動車燃料計、高圧プロセスタンク等に適し、連続計測
（同時計測）が可能となると共に、タンク内外の気圧差
に抗した力でダイアフラムを押す必要がない。

また体積変化も必ずしも正確一定の振幅である必要がな
い。

さらにセンサドリフトに強く、比熱比の判らない気体を
含むタンクに適用できる共通の特徴をもつ、従って、燃
料タンクなど計測環境の厳しいタンクに適している等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は第１図において
体積変化機構の駆動周波数とタンク内の収納物体積とを
変化させたときの伝達関数の係数に２の変化状態を示す
特性図、第３図は第１図を説明するための原理説明図、
第４図は、第３図において体積変化機構の駆動周波数と
タンク３０内の収納物体積とを変化させたときの伝達関
数の係数に、の変化状態を示す特性図、第５図は、本発
明の詳細な説明図、第６図は本発明の他の実施例の説明
図、第７図は体積変化機構の詳細説明図、第８図（＾）
は第７図における体積変化機構の動作説明図、第８図（
Ｂ）は第８図（＾）の解析モデル図、第９図は体積変化
機構の他の実施例を示した説明図、第１０図は本発明に
よるシステム説明図、第１１図は第１０図における具体
的回路説明図、第１２図は車両運転時のリターン燃料熱
による圧力変動の周波数スペクトル図、第１３図は運転
時におけるリターン燃料の熱変動による圧力変動と、液
体揺動とタンク壁面の振動とによる圧力変動の周波数ス
ペクトル図、第１４図及び第１５図は、バイブの長さ及
び内径と流量抵抗との関係を示す特性図、第１６図は他
の実施例によるシステム説明図、第１７図は第１０図に
よる実施例の体積測定値、第１８図はタンクに仕切板を
設けた他の実施例説明図、第１９図はその外観図、第２
０図乃至第２４図は従来例の説明図である。 ３０・・・メインタンク　３１・・・補正用タンク３２
・・・連結バイブ　　３３・・・体積変化機構３４ａ、
　３４ｂ＝”ゲージ圧力センサ３５・・・通気孔 ３６．３フａ、　３７ｂ・・・バンドパスフィルタ３８
．３９・・・振幅検出器 ４０・・・割算器　　　　４ ４２・・・増幅器　　　　４ ４４・・・増幅器　　　　４ ４６・・・増幅器　　　　４ ４７ａ・・・オリフィス ト・・引算器 ３・・・微分回路 ５…ローバスフイタ フ・・・パイプ 第 図 第 図 Ｖｏ（ｔ） 第 図 、、、、、　　（Ｒ；に、、＋＋　１／：ｊし二１ニバ
τ＝２■（霊Ｉ　　Ｔ、＝４１１ｆ”ｋｌｒ　＋＝ｂｌ
ｌ・（ｋｆ／ｓ　・ｓ　・ａ＋ａｌ　ｌ第 図 Ｉｌｌ唱（／ｌ−（’州″°１°ｘ）　ｒ“ｌ・４１１
＝１ｘｌｌ”ｌｋＨ／ｍ　１１＊　＊ｍｏｌ　）τ＝Ｈ
Ｉ（ｓ） ＴＩ＝３１１（−１０ 第 図 （Ａ） ＜８） 寸　〉 第 １２図 周波数（Ｉ（ｚ） 流量抵抗 ＸＩＯ’　Ｋｇ／ｍ−ｓ−ｍｏ　１ スペクトルＩｋｇ−ｆ／ｃｊ”） 流量抵抗 ＸＩＯ’　Ｋｇ／ｍ−ｓ−ｍｏ　ｌ バッドへスフイルヤ 第 第１６図 １Ｓ図 第 １９固 体積訓定値（Ｑ） 手続補正書 補　　　　　正　　　　　書 ！、事件の表示 昭和ｚ３年特許願第ｔ６ヲ６３３号 代 理　　人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３０補正の対象 本願明細書および図面中下記事項を補正致します。 記 １　特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 ２、第２頁１３行目に 「体積を測定する」とあるを 「体積（容積）を測定する」と訂正する。 ３、第１４頁９行口に 「補正室９を」とあるを 「補正室９と」と訂正する。 ４、第１６頁１２〜１３行目に ｒタンクによって」とあるを 「タンク３１．３０によって」と訂正する。 ５、第１７頁４行口に 「通気孔３５の」とあるを 「通気孔３５は」と訂正する。 ６、第１７頁２〜３行目に 「タンクの加圧減圧時に」とあるを 「タンク３０．３１内気圧の加圧又は減圧時に」と訂正
する。 ７、第１７頁４行口に 「ベローズ等の」とあるを 「ベローズ等による」と訂正する。 ８、第１７頁７行口に 「タンク加圧減圧時に」とあるを 「タンク３０．３１内気圧の加圧又は減圧時に」と訂正
する。 ９、第１７頁８目に 「その収縮又は拡張による」とあるを 「その拡張又は収縮による」と訂正する。 １０、第１７頁９目に ｒＶｏ（ｔ）より小さくなる。」とあるを「■。（１）
より大きく又は小さくなる。」と訂正する。 １１、第１７頁４行口に ｒタンク３０の中の気体において」とあるを「また、タ
ンク３０の中の気体の絶対圧力、温度、モル数を」と訂
正する。 １２、第１７頁４行口に 「気体が循環するので絶対圧力」とあるを「気体が流通
するのでタンク３１．３０内の絶対圧力」と訂正する。 １３、第１７頁下から３〜２行目に 「体積変化機構の」とあるを 「体積変化機構３３の」と訂正する。 １４、第１８頁４行口に ｒタンク３０において、」とあるを ｒタンク３０においては、」と訂正する。 １５、第１８頁下から７行目に ｒタンク内気体は」とあるを 「タンク３１．３０内気体は」と訂正する。 １８、第２１頁３〜４行目に ｒタンクの拡張、収縮」とあるを ｒタンク３０の拡張又は収縮」と訂正する。 １７、第２３頁１〜２行目に ’　ｒｔＶｔ／ＲＴｌは、」あるを ’　ｒ　＋Ｖ＋／ＲＴ＋　、　ｒ、Ｖ２／ＲＴｌハ、」
と訂正する。 １８、第２６頁１〜２行目に 「夫々２種類」とあるを 「２種類」と訂正する。 １９、第２６頁５行目に 「流量抵抗「、は」とあるを 「流量抵抗「１が」と訂正する。 ２０、第２８頁下から８行目に 「メインタンクが」とあるを 「メインタンク３０が」と訂正する。 ２１、第３０頁１１行目に 「引算４１」とあるを 「引算器４１」と訂正する。 ２２、第３１頁下から３行目に 「増幅率４２」とあるを 「増幅器４２」と訂正する。 ２３、第３２頁１０〜１１行目に 「機密に取付けられる蓋体３３ｄに、ヨーク収容室３３
ｅを形成し、」とあるを 「気密に取付けられており、その機構３３を構成する蓋
体３３ｄには、ヨーク収容室３３ｅが形成されると共に
、」と訂正する。 ２４、第３３頁下から７行目に 「気体が」とあるを 「気体に含まれる水分等が」と訂正する。 ２５、第３３頁下から６行目に 「機能を有している。３３ｒは、前記の」とあるを 「機能が設けられている。３３ｒは前記の」と訂正する
。 ２６、第３４頁７行目に 「ベローズ３３ｎを」とあるを 「ベローズ３３ｎを上下方向に」と訂正する。 ２７、第３６頁下から４行目に 「とする。」とあるな 「となる。」と訂正する。 ２８、第４０頁下から３行目、第４１頁４〜５行目、第
４６頁下から２行目、第４７頁５〜６行目に 「人力信号の最大値、すなわち」とあるをそれぞれ削除
する。 ２９、図面中ｒ第４図」を別紙の如く訂正する。 特許請求の範囲 １　第１及び第２のタンクに隔設して設けられ、れ、該
第１及び第２のタンクの体積を体積変化手段で駆動して
変化せしめ、その体積変化による圧力変動を夫々前記第
１及び第２のタンクに設けられた第１及び第２の圧力セ
ンサで検出し、その圧力検出値の一方の振幅値で、他方
の振幅値を除算し、その結果に基づいて前記第１又は第
２のタンクに収納された被測定体の体積を算出する体積
測定方法。 ２　第１のタンクと、第２のタンクと、該第１′ＢＬび
第２のタンクの体積を所定の周波数で変動せしめる体積
変化手段と、前記第１のタンク内圧力の変動を検出する
第１の圧力センサと、前記第２のタンク内圧力の変動を
検出する第２の圧力センサと、前記第１の圧力センサの
検出信号の振幅値を検出する第１の振幅検出回路と、前
記第２の圧力センサの検出信号の振幅値を検出する第２
の振幅検出回路と、該第２の振幅検出回路及び前記第１
の振幅検出回路の出力の一方を他方で除算する割算器と
を備え、該割算器の出力に基づいて前記第１又は第２の
タンクに収納された被測定体の体積を測定することを特
徴とする体積測定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　第１及び第２のタンクに隔設して設けられ、該第１
   及び第２のタンクの体積を体積変化手段で駆動して変化
   せしめ、その体積変化による圧力変動を夫々前記第１及
   び第２のタンクに設けられた第１及び第２の圧力センサ
   で検出し、その圧力検出値の一方の振幅値 で、他方の振幅値を除算し、その結果に基づいて前記第
   １又は第２のタンクに収納された被測定体の体積を算出
   する体積測定方法。 ２　第１のタンクと、第２のタンクと、該第１及び第２
   のタンクの体積を所定の周波数で変動せしめる体積変化
   手段と、前記第１のタンク内圧力の変動を検出する第１
   の圧力センサと、前記第２のタンク内圧力の変動を検出
   する第２の圧力センサと、前記第１の圧力センサの検出
   信号の振幅値を検出する第１の振幅検出回路と、前記第
   ２の圧力センサの検出信号の振幅値を検出する第２の振
   幅検出回路と、該第２の振幅検出回路及び前記第１の振
   幅検出回路の出力の一方を他方で除算する割算器とを備
   え、該割算器の出力に基づいて前記第１又は第２のコン
   クに収納された被測定体の体積を測定することを特徴と
   する体積測定装置。