JPH0219719A - Method and device for measuring volume - Google Patents

Method and device for measuring volume

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JPH0219719A
JPH0219719A JP16963588A JP16963588A JPH0219719A JP H0219719 A JPH0219719 A JP H0219719A JP 16963588 A JP16963588 A JP 16963588A JP 16963588 A JP16963588 A JP 16963588A JP H0219719 A JPH0219719 A JP H0219719A
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JP
Japan
Prior art keywords
tank
volume
pressure
tanks
correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP16963588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshijirou Watanabe
嘉二郎 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Kanto Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to DE1989624449 priority patent/DE68924449T2/en
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Priority to CA 605094 priority patent/CA1335000C/en
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve easiness in detection and economy in equipment by connecting plural tanks through a pipe and providing a means for changing the volume of the tank in any one of the tanks. CONSTITUTION:A tank 31 for compensation is connected to a main tank 30 through a connecting pipe 32. A vent 35 having a small diameter penetrates through the upper part of the tank 30 and a volume changing means 33 is provided on the upper part of the tank 31, then the volume of the inside of the tank 31 can be changed with the action of said means 33. A gauge pressure sensor 34 for detecting the internal pressure of the tank 31 is also provided. The means 33 is driven at the frequency of the kinds as many as the tanks 30 and 31 and the variation of the pressure is detected by the sensor 34. The volume of the substance housed in at least one tank out of the plural tanks 30 and 31 can be calculated based on the detection output from the sensor 34.

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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is applicable to liquids, powders, granules,
The present invention relates to a volume measuring method and apparatus for measuring the volume of irregularly shaped objects, etc.

[従来の技術] 従来のこの種の体積測定装置としては第7図乃至第11
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。
[Prior art] Conventional volume measuring devices of this type are shown in FIGS. 7 to 11.
There is something like the one shown in the figure. This conventional example will be specifically described below.

第7図は液面位測定開始の初期状態を示し、また第8図
は液面位の測定過程におけ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。
FIG. 7 shows the initial state at the start of liquid level measurement, and FIG. 8 shows the state during the process of measuring the liquid level, in which the piston (volume change means) 7 is moved to the cylinder (volume change amount) 8.
This shows the state when the object is moved to the deepest part, that is, when it is moved by the maximum stroke.

第7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V。((V、
、Vl)−補正室9の体積をvl、タンク3内の圧力を
20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P
O(Vl +VO+Vl)γ=nRT。
In FIG. 7, the volume of the tank 3 is v, the volume of its hollow portion, that is, the portion not filled with liquid 4, is V2, and the volume corresponding to the maximum volume change of the cylinder 8 is V. ((V,
, Vl) - Assuming that the volume of the correction chamber 9 is vl, the pressure inside the tank 3 is 20, and the valve 10 is open, P based on Poisson's law
O(Vl+VO+Vl)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。
holds true. Note that n is the number of moles of gas in the cavity of the cylinder 8, the correction chamber 9, and the tank 3, R is the gas constant, To is the absolute temperature of the gas, and γ is the ratio of the specific heat at constant pressure to the specific heat at constant volume.

ここでピストン7が、断熱を保持した状態で最大ストロ
ーク移動させられると、第8図の如<v0=Oとなると
共にタンク3内圧力がΔP0だけ増加し、 (Pa +APo )(Vl +Vl)γ= n RT
Here, when the piston 7 is moved to the maximum stroke while maintaining insulation, as shown in FIG. 8, < v0 = O and the pressure inside the tank 3 increases by ΔP0, (Pa + APo ) (Vl + Vl) γ = n RT
.

が成立する。これより、 P、(V2+ v(、+ Vl)γ −(Po+ A 
Pa)  (Vl”Vl)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。
holds true. From this, P, (V2+ v(, + Vl)γ −(Po+ A
Pa) (Vl''Vl)γ...(1) Equation (1) becomes approximately, and the volume v2 of the hollow portion of the tank 3 becomes.

次に第7図及び第8図においてバルブ1o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7図においては、 Po  (Vo  +V+  )γ = n RT(。
Next, when the valve 1o is closed in FIGS. 7 and 8, the ventilation between the correction chamber 9 and the tank 3 is completely cut off, and as described above, in FIG. 7, Po (Vo +V+)γ = n RT(.

が成立し、また第8図においてはV。=0となり、タン
ク3内圧力がΔPo“たけ増加するので、 (po  +ΔP0°)v+γ = n RT。
holds true, and in FIG. 8, V. = 0, and the pressure inside the tank 3 increases by ΔPo", so (po + ΔP0°)v+γ = n RT.

が成立する。これにより、 P、  (v、+V、)γ=(P0+ΔPa’)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Vlは既知で、かつΔP0
°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、VT−Vlによって求めることができる。
holds true. As a result, P, (v, +V,)γ=(P0+ΔPa')V+γ
- (3) Equation (3) becomes approximately. Here, the volume v0 corresponding to the maximum volume change of the cylinder 8 and the volume Vl of the correction chamber 9 are known, and ΔP0
Since ° can be measured, the value of TPO can be determined. As a result, the volume (2) of the hollow portion of the tank 3 in equation (2) can be calculated, and the volume vL of the liquid 4 can be determined by VT-Vl.

なお、第7図および第8図に招ける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。
Note that 3a shown in FIGS. 7 and 8 is a pipe that supplies liquid 4 such as gasoline to the engine.

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9図及び第10図を参照して説明する
。なお、第9図において第7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。
Next, the structure of a specific example of an apparatus based on the principle of the invention explained above will be explained with reference to FIGS. 9 and 10. In FIG. 9, parts having the same configuration as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

7はピストンで、局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■1
がタンク3の全体積v7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との間を流通できるよ
うに設定されている。なお第1のパイプ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12d
からなり、その基準圧力室12aは空洞室13″ELび
微細管の第2のパイプ14に直列に第1のパイプ11に
連通され、その空洞室13及び第2のパイプ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
12a、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。
A piston 7 is made of a disk-shaped permanent magnet having a magnetic pole on its curved surface, and a magnetic fluid 7a is attracted to the circumferential surface of the piston.
It closes the gap with the cylinder 8, which will be described later, to prevent ventilation and reduce the friction when the piston 7 slides inside the cylinder 8. Note that ventilation may be prevented by attaching an O-ring to the circumferential surface of the piston 7. Reference numeral 8 denotes a cylinder, whose one end opening 8a communicates with the correction chamber 9, and the other end is open. 9 is the correction chamber, its volume ■1
is set to be sufficiently small with respect to the total volume v7 of the tank 3, and is set to a volume that is, for example, 10 times the maximum volume change amount of the cylinder 8, that is, the maximum volume v0 that changes due to the sliding of the piston 7. With one reciprocation of the piston 7, the internal pressure changes sinusoidally (
The correction chamber 9 is connected near the opening edge of the liquid inlet 5 of the tank 3 via the electromagnetic valve 10 and the first pipe 11 in series, and the correction chamber 9 is is set so that it can flow between the tank 3 and the correction chamber 9. Note that a part of the first pipe 11 between the liquid inlet 5 and the electromagnetic valve 10 is positioned higher than the opening edge of the liquid inlet, so that the liquid 4 is injected up to the opening edge of the liquid inlet 5. Also, the liquid 4 is set so as not to flow into the correction chamber 9. 12 is a pressure sensor;
A reference pressure chamber 12a, a detection pressure chamber 12b, a strain plate 12c that partitions both pressure chambers 12a and 12b, and is distorted in proportion to the difference in pressure between the two pressure chambers, and a strain gauge attached to the strain plate. Pressure sensor body 12d such as
The reference pressure chamber 12a is connected to the first pipe 11 in series with the cavity chamber 13''EL and the second pipe 14 of the microtube, and the cavity chamber 13 and the second pipe 14 are connected to the inside of the tank 3. The detection pressure chamber 12b is communicated with the correction chamber 9, and the pressure sensor main body 12d detects the pressure difference between the pressure chambers 12a and 12b which is applied to the strain plate 12c. 15 is a disc, which is provided with a through hole 15a,
Crank 15b for linearly reciprocating the piston 7
One end of is connected. Further, the disc 15 is connected to a rotating shaft of a motor 16, which will be described later, via a reduction gear (not shown).

17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。またそ−夕駆動制御回路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ω0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
の出力を人力して、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。
Reference numeral 17 denotes an optical sensor, which is provided so as to face the through hole 15a at the maximum retracted position of the piston 7.
The through hole 15a is detected. Reference numeral 18 denotes a motor drive control circuit which receives a signal for rotating the motor 16 from an arithmetic processing circuit 21 (described later) immediately after power is turned on, and which controls the optical sensor 1.
A signal for aligning the through hole 15a of the disc 15 with the position 7 is supplied to the motor 16. Also, the drive control circuit 18
receives a signal different from the above signal from an arithmetic processing circuit 21, which will be described later, and drives the motor 16 at a constant angular velocity ω. A drive signal for rotationally driving the motor 16 is supplied to the motor 16. Reference numeral 19 denotes a band pass filter, which is set to extract and output only the frequency component corresponding to the angular velocity ω0 of the motor 16. Drift components and the like generated in the pressure sensor 12 are removed. 20 is an amplitude detection circuit which manually inputs the output of the bandpass filter 19 and detects its peak value. 21 is an arithmetic processing circuit, CPU (CENTRALP
ROCESSORUNIT), ROM (READ 0
NLY MEMORY), etc., and the amplitude detection circuit 20
The liquid level in the tank 3 is calculated by manually inputting the output and executing the following arithmetic processing, and the calculation result is supplied to the display unit 22 for display.

次に演算処理回路21の作動を第11図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。
Next, the operation of the arithmetic processing circuit 21 will be explained based on the flowchart shown in FIG.

第11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
期設定後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TPo値を推定する。すなわ
ち、ROMに記憶された補正室9の体積■1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Δ
P、’(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γpoを式 (4)のγPo=Δ
P o’ V 1 / V 6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、次のタンク内空洞体積の算出
ステップ105に進み、前記係数推定ステップLQ3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を往復運動さセることによって、ステップ105では
、前のステップ103で求めた係数γPo、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■
。、該体積v0と同様にROMに記憶された補正室9の
体積v1及び圧力センサ12によって検出された圧力へ
P0(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vTから減算する
ことによって液体4の体積vL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10
7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
の出力開始ステラップ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。
In FIG. 11, when the power is turned on, the process proceeds from a start step 100 to an initial setting step 101, where the CPU, etc. that constitute the arithmetic processing circuit 21 are initialized, and after a predetermined period of time has elapsed after the initial setting, the valve is closed. In the signal output start step 102, a signal for closing the valve 10 is supplied from the arithmetic processing circuit 21 to the valve 10 via a drive circuit (not shown). Next, coefficient estimation step 103
Then, the coefficient TPo value in equation (4) is estimated by reciprocating the piston 7 a plurality of times. That is, the volume ■1 of the correction chamber 9 stored in the ROM, the volume v0 corresponding to the maximum volume change of the cylinder 8, and the pressure change width Δ in the correction chamber 9 measured by the pressure sensor 12.
γPo is calculated using the formula (4), γPo=Δ
Calculate based on P o' V 1 / V 6. After the calculation, the process proceeds to step 104 for stopping the output of the valve closing signal, in which the supply of the valve closing signal to the valve 10 is stopped in order to open the valve 10, and the process proceeds to step 105 for calculating the next tank internal cavity volume. By reciprocating the piston 7 a greater number of times than the number of reciprocating movements of the piston 7 in the coefficient estimating step LQ3, in step 105, the coefficient γPo obtained in the previous step 103 is calculated from the cylinder 8 stored in the ROM. The volume corresponding to the maximum volume change of ■
. , based on the volume v1 of the correction chamber 9 stored in the ROM in the same way as the volume v0, and the pressure detected by the pressure sensor 12 P0 (average value of pressure change width of multiple reciprocating movements of the piston 7) The volume v2 of the hollow part in the tank 3 is calculated, and the process proceeds to the next liquid level calculation step 106, where the volume 2 of the hollow part in the tank 3 calculated in the previous step 105 is calculated as the total volume vT of the tank 3 stored in the ROM. The volume vL of the liquid 4 is calculated by subtracting from . Further, the process proceeds to the next liquid level signal generation step 107, and this step 10
At step 7, a signal for displaying the liquid level on the display section 22 is supplied from the arithmetic processing circuit 21, and then the process returns to step 102 for starting output of the valve closing signal. After that, the above operation is repeated periodically or non-periodically. Note that a cancel step (not shown) is provided between the step 105 of calculating the volume of the cavity inside the tank and the step 106 of calculating the liquid level, in case the volume of the cavity inside the tank 3 changes significantly.

[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ω0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15
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v1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γpo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γpo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10
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。
[Operation] Next, the operation of the above configuration will be explained. When the power is turned on, the through hole 15a is connected from the optical sensor 17 to the motor drive control circuit 18.
A signal for aligning the position of the optical sensor 17 with the position of the optical sensor 17 is supplied, and the motor 16 is rotated to align the through hole 15a of the disc 15 with the position of the optical sensor 17. Note that this operation is completed within a predetermined time immediately after power is turned on. Thereafter, the valve closing signal is supplied from the arithmetic processing circuit 21 to the valve 10 to close the valve 10, and furthermore, the arithmetic processing circuit 21 sends the motor drive control circuit 18 to the motor 1.
A signal instructing the start of multiple rotations of 6 is supplied. When the signal is supplied, the motor drive control circuit 18 causes the motor 16 to rotate by the specified number of rotations in one direction at a constant angular velocity ω0, and rotates the disk 15 connected to the rotating shaft of the motor 16.
is rotated, the piston 7 reciprocates inside the cylinder 8 via the crank 15b, and sends air in a volume v1 corresponding to the maximum volume change of the cylinder 8 into the correction chamber 9. When the pressure inside the correction chamber 9 changes sinusoidally by sucking in air, the pressure in the pressure chamber 12b detected by the pressure sensor 12 changes sinusoidally as the pressure in the correction chamber 9 is transmitted, and the pressure inside the tank 3 changes in a sinusoidal manner. The difference between the pressure and the equal pressure in the reference pressure chamber 12a is detected by the pressure sensor body 12c and converted into a sinusoidal electrical signal. The signal is supplied to an amplitude detection circuit 20 via a bandpass filter 19, and its peak value is detected. The detected peak values are supplied to the arithmetic processing circuit 21 and averaged, thereby calculating the coefficient γpo.
It is stored in a register or the like within the CPU. Thereafter, the supply of the valve closing signal from the arithmetic processing circuit 21 to the valve 10 is stopped, the valve 10 is opened, and the motor 16 is rotated more times than when calculating the coefficient γpo, so that the equation (2) ) is performed, the volume of the liquid 4 in the tank 3 is calculated, and the calculation result is displayed on the display unit 22. Thereafter, the above operation is repeated, and the valve 10
Each time the coefficient γP0 is closed, the coefficient γP0 is updated and stored, and a new liquid level is calculated again.

[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γP0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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional volume measuring device, in order to estimate the coefficient γP0, the tank and the correction chamber 9 are connected via the valve 10, which reduces the overall efficiency of the device. There was a problem that the shape became large.

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1゜を開口し、加圧した
場合に、補正室9をタンク3内の空胴部分とが連通した
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ω。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ぎ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。
Furthermore, if a valve 10 with a small opening cross-sectional area is used, the flow resistance becomes large, and when the valve 1° is opened and pressurized, the correction chamber 9 is connected to the cavity in the tank 3. There is a problem that the piston 7 is not regarded as a space but becomes a separate space, which causes measurement errors.To avoid this, the drive angular frequency ω of the piston 7 is changed. There is a problem in that if the value is made very small, the measurement time becomes long. Therefore, it may be possible to use a valve with a large opening cross-sectional area, but this poses the problem of increased costs.

[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なされ
たもので、複数個のタンクをパイプで連結し、該複数個
のタンクのいずれか1つにその体積を変化せしめる手段
を設け、かつ該手段を前記タンクの個数と同一数の種類
の周波数で駆動し、その圧力変動を圧力センサで検出し
、該検出出力に基づいて上記複数個のタンクの少なくと
も1個のタンク内収容物の体積を算出する体積測定方法
と装置を提供することにある。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made by focusing on such conventional problems. A means for changing the volume is provided, and the means is driven at the same number of frequencies as the number of the tanks, the pressure fluctuation is detected by a pressure sensor, and based on the detection output, the number of the plurality of tanks is changed. An object of the present invention is to provide a volume measuring method and device for calculating the volume of at least one content in a tank.

施 例] 以下に本発明の実施例を第1図乃至第6図に基づいて詳
細に説明する。
Embodiments] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 6.

30は例えは液体、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には連結パイプ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。
30 is an irregularly shaped main tank that stores, for example, liquid, powder, granules, irregularly shaped objects, etc., and this main tank 3
0 is connected to a correction tank 31 via a connecting pipe 32. Further, a small diameter ventilation hole 35 is bored in the upper part of the irregularly shaped main tank 30. A volume changing means (mechanism) 33 such as a piston, a bellows, a diaphragm, etc. is provided in the upper part of the correction tank 31,
Due to the operation of this volume change mechanism 33, the correction tank 31
The volume inside can be changed.

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。
In addition, in FIG. 5, a gauge pressure sensor 34 for detecting the internal pressure within the correction tank 31 is provided.

[実 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。
[The above is the configuration of this embodiment, and next, the principle of measurement using the configuration will be explained.

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rlのパイプ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。
Measurement principle (1) Consider a connected tank system as shown in Figure 1. It consists of two types of tanks with volumes,V,,,V,. The tanks 31.30 are connected by a pipe 32 with a flow resistance rl and a flow resistance r2 of the vent 35 of the tank 30. Let γ be the specific heat ratio of the gases in both tanks 30 and 31, R be the gas constant, and τ be the thermal time constant of the tank 31. A volume change mechanism 33 using a piston, diaphragm, bellows, etc. is attached to the tank 31, and the amount of volume change actually generated by this volume change mechanism 33 is expressed as v (t
).

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vo(t)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+−)v(t)はVO(t)より小さくなる。
If the tank 30.31 is a rigid body, the tank 30.31 will not be distorted when the tank is pressurized and depressurized, so the amount of volume change of the piston, diaphragm, bellows, etc. vo(t) and the amount of volume change that actually occurs v(t) are equal. If the tank 30 is flexible, the tank 30 will be distorted when the tank is pressurized and depressurized, so that +-)v(t) will be smaller than VO(t) according to the volume change due to its contraction or expansion.

v(t)=Oのとき、タンク31の中の気体の絶対圧力
、温度、そル数をそれぞれP。、T、、n、、タンク3
0の中の気体においてそれぞれpo、T2.n2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
p0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。
When v(t)=O, the absolute pressure, temperature, and solubility of the gas in the tank 31 are P, respectively. ,T,,n,,Tank 3
po, T2. Let it be n2. If the measurement environment does not change significantly, the gas circulates in and out of the tank 31.30 through the vent hole 35, so that the absolute pressure p0 is equal to the outside pressure, and its change is very slow and equal to the outside pressure.

v (t)≠0のとぎ、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p。+Δp+(t)。
When v (t)≠0, the pressure, temperature, and number of moles also change depending on the situation of the volume change mechanism, and in the tank 31, the pressure is p. +Δp+(t).

温度はT1+Δ”r+(t)、モル数はnt −Δn、
x (t)と変化する。
The temperature is T1+Δ”r+(t), the number of moles is nt −Δn,
x (t).

タンク30において、圧力はp0+Δp2 (t) 。In the tank 30, the pressure is p0+Δp2 (t).

温度はT2◆ΔT2 (t) 、モル数はn2”Δn 
l 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、Δn2ft)はタンク30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。
The temperature is T2◆ΔT2 (t), the number of moles is n2”Δn
l 2 (t) −Δn2 (t). Δn+
2(t) is the number of moles of air that flowed from the tank 31 to the tank 30, and Δn2ft) is the number of moles of air that leaked from the tank 30 to the outside via the vent hole 35.

ここでこのシステムについて次の仮定を設定する。We now make the following assumptions about this system.

1)タンク内気体は理想気体である。1) The gas in the tank is an ideal gas.

2 ) v (t) < (V+ 、 V2 )3)タ
ンク30の熱容量は大キ<、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。
2) v (t) < (V+, V2) 3) The heat capacity of the tank 30 is large <, the temperature change inside the tank due to the pressure change ΔP2 (t) is the rate of change of the volume change v (t) It is very slow and can be ignored.

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。
4) The rate of change of the volume change amount v (t) is such that the pressure that changes accordingly is the same throughout the tank 30.31.

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。
5) Even if an object to be measured is placed in the tank 30, the object does not create two or more closed gas spaces, that is, a hollow portion, in the tank 30.

以上の仮定は、それほど大ぎな制約となるものはない。The above assumptions do not pose any significant restrictions.

体積変化量v (t)に対するΔp+(t)、Δpz(
t)、ΔT l (t)、ΔT2(t)、Δn+2(t
)Δrlz(t)の変化は本来、非線形方程式で表され
るが、仮定2)よりその大ぎさはp。、TI、T2 、
nl 、n2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。
Δp+(t), Δpz(
t), ΔT l (t), ΔT2(t), Δn+2(t
) The change in Δrlz(t) is originally expressed by a nonlinear equation, but according to assumption 2), its magnitude is p. ,TI,T2,
It is very small with respect to nl and n2, so it can be approximated by a linear equation. In a static state, the relationship between the pressure, temperature, and number of moles of gas in the tank 30.31 is expressed by the following algebraic equation.

11oV+=n+RT+ 、 9oVz=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、次の線形常微分方程式で表される。
11oV+=n+RT+, 9oVz=n2RT2(
la) Also, from assumptions 1), 3), 4), and 5), in the dynamic state, the relationship between the pressure, temperature, and number of moles of the gas in the tank 30.31 is expressed by the following linear ordinary differential equation. .

(lb) (ldl 流量抵抗r1上式においてはrl。rzはパイプ32の
長さIと直径dより次の式のように求められる。
(lb) (ldl Flow resistance r1 In the above equation, rl.rz is determined from the length I and diameter d of the pipe 32 as shown in the following equation.

この式は長さ1が50〜650[mml 、直径dが2
.0〜9.0[mll1lのアルミ製パイプを用いて実
験的に求めたものである。
This formula shows that the length 1 is 50 to 650 mml, and the diameter d is 2
.. This was experimentally determined using an aluminum pipe of 0 to 9.0 [ml/1 liter].

また、体積変化v (t)は次のように表される。Further, the volume change v (t) is expressed as follows.

v (t) = Vo (t)−Δv (t)    
   (xh)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33の体積変化量Vo(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。
v (t) = Vo (t) − Δv (t)
(xh) ΔV is a tank-specific constant determined from the material, shape, volume, etc. of the tank, and Δv (t) is the volume due to expansion and contraction of the tank due to changes in the volume change amount Vo (t) of the volume change mechanism 33. It is the amount of change.

式(1a)〜(11)にラプラス変換を施し、入力v(
t)から出力Δp+(t)までの伝達関数を求めると次
のようになる。
Applying Laplace transform to equations (1a) to (11), input v(
The transfer function from t) to the output Δp+(t) is determined as follows.

ΔT、(,0)=0 (1f) (2a) となる、係数r2Vz/RT2. r+Vi/RTa 
、 r、V+/RT+は、圧力変化の時定数である。例
えばr2V2/RT2はタンク30における空洞部分の
絶対温度T2の気体が流量抵抗r2の通気孔35を介し
てタンク30外に流れるときの圧力減衰の時定数である
。補正係数に2(s、r、rz、Vt、V、)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、Vt、V2) (7)周
波数特性において、適当な周波数、例えば区間Aの4×
lロー4〜10−’Hzの周波数を選ぶことにより近似
的に定数と見做せる。
ΔT, (,0)=0 (1f) (2a) The coefficient r2Vz/RT2. r+Vi/RTa
, r, V+/RT+ is the time constant of pressure change. For example, r2V2/RT2 is a time constant of pressure attenuation when gas at the absolute temperature T2 in the hollow portion of the tank 30 flows out of the tank 30 through the vent hole 35 having a flow resistance r2. The correction coefficient 2 (s, r, rz, Vt, V,) changes depending on the volume v2 of the main tank 30, but as shown in FIG. ) In the frequency characteristics, select an appropriate frequency, for example, 4× of section A.
By choosing a frequency of 4 to 10-' Hz, it can be approximately regarded as a constant.

「r < < < j 2  (r 2は空気等の通気
孔35の流量抵抗)で熱時定数でとrz(V+◆旧nV
、)/RT、が同程度の値なら次のような角周波数が存
在する。
``r <<< j 2 (r 2 is the flow resistance of the ventilation hole 35 for air, etc.) and rz (V + ◆ old nV
, )/RT, have similar values, the following angular frequencies exist.

(2c) この条件において補正係数に2(S+rl+r2+VI
(2c) Under this condition, the correction coefficient is 2 (S+rl+r2+VI
.

V2)は次のように近似される。V2) is approximated as follows.

l k、(ia+ 、rl、rz、V、、V2)  l
 41jk2(ia+ 、rl、rz、Vl、V2) 
= O(2d)ゆえに、式(2c)の条件を満たす場合
、人力v (t)から出力Δp+(t)までの伝達関数
はγp o / (V + +v2+ΔV)となる。
l k, (ia+, rl, rz, V,, V2) l
41jk2 (ia+, rl, rz, Vl, V2)
= O(2d) Therefore, when the condition of equation (2c) is satisfied, the transfer function from the human power v (t) to the output Δp+(t) is γpo / (V + +v2+ΔV).

なお、体積変化機構33が角周波数ω0で正弦波状に駆
動される場合、 が閉塞されている状態と同等と考えられる。パイプ32
が閉塞されている状態と同等と考えられる。
Note that when the volume change mechanism 33 is driven in a sinusoidal manner at an angular frequency ω0, it is considered to be equivalent to a state in which is occluded. pipe 32
This is considered to be equivalent to a state in which the area is blocked.

即ち 体積変化機構33の周波数)  (28)であればよい
That is, the frequency of the volume change mechanism 33) (28) may be sufficient.

(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の間を結合するパイ
プ32の断面積を非常に大きくしたもので、これにより
パイプ32の流量抵抗r、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Δp2
(t) までの伝達関数は式(2a)においてrl−0
、T2−T1、Δp2=Δp1、v2’=v、+V2と
したものであり、次のようになる。
(2) Next, consider a single tank system as shown in Figure 3. This corresponds to a case in which the cross-sectional area of the pipe 32 connecting the tanks 31 and 30 in FIG. From this, from v (t) in Fig. 3, Δp2
The transfer function up to (t) is rl−0 in equation (2a)
, T2-T1, Δp2=Δp1, v2'=v, +V2, as follows.

ここで、 (2g) となる。次のような角周波数ωを考える。here, (2g) becomes. Consider the following angular frequency ω.

例えば第4図の周波数特性においてAに示す10””H
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、T2゜V、°)は次のよ
うに近似される。
For example, in the frequency characteristics of Fig. 4, 10""H shown at A
The frequency is higher than z. By setting such a frequency, the correction coefficient (iω, T2°V,°) is approximated as follows.

kl(Iω+r2+v3°) l # 1. 。kl (Iω+r2+v3°) l #1. .

l kl(iω、T2.V3’)40        
 (2h)このとき、゛伝達関数はγI)O/(V2’
+ΔV)となる。
l kl (iω, T2.V3') 40
(2h) At this time, the transfer function is γI)O/(V2'
+ΔV).

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
Next, the above principle will be explained based on a specific example shown in FIG.

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ωいω、(ω、〈ω
、)で同時に(VoSinωut+vosinωHt)
 、又は交互に(Vosinωシtv(、sinω1.
t)駆動し、パイプ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、パイプ32が
流量抵抗の極めて大きな空気温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適用される。
In FIG. 5, the correction tank 31 corresponds to the tank 31 in FIG.
, ) at the same time (VoSinωut+vosinωHt)
, or alternately (Vosinωsitv(,sinω1.
t) At high angular frequency ω□, the flow resistance r1 becomes very large according to equation (2e), so the pressure change is not transmitted to the main tank 30, and the pipe 32 is substantially connected to the correction tank 31 and the main tank 30. Since the pipe 32 becomes an air vent with extremely large flow resistance, pressure changes in only the correction tank 31 can be measured, and in this case, the theory of the single tank system shown in FIG. 3 is applied.

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V L 、補正タンク31とメインタンク30
の容積の和を■7とする。
Here, the volume of the correction tank 31 is Vl, and the volume of the gas in the main tank 30 is V2. The volume of the liquid in the main tank 30 is V L , the correction tank 31 and the main tank 30
Let the sum of the volumes be ■7.

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、 9゜ Δ9+ (t) = y    l kl l vos
in(ωHt+φl)■+ΔV O = y    v(、sinωHt     (3a)
となる。また、メインタンク30を剛体、すなわちΔv
=0とし、角周波数ω、が式(2C)を満たすとき、Δ
p+(t)は次のようになる。
The pressure change Δp'+(t) in the correction tank 31 is expressed by the formula (2h)
Using an angular frequency ωH that satisfies the following, 9°Δ9+ (t) = y l kl l vos
in(ωHt+φl)■+ΔV O = y v(, sinωHt (3a)
becomes. In addition, the main tank 30 is a rigid body, that is, Δv
= 0, and when the angular frequency ω satisfies equation (2C), Δ
p+(t) becomes as follows.

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。
At the next lowest angular frequency ω, the flow resistance of the pipe 32 becomes smaller, and the correction tank 31 and the main tank 30 are connected by a very thick pipe, so the pressure change in the correction tank 31 is caused by the main tank 30. The pressure changes in both tanks 30 and 31 can be measured.

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。
The principle of the single tank system shown in FIG. 3 also applies in this case.

そこでv(t)を角周波数ωLで駆動したときのΔp+
’(t)の振幅を測定すると、 Δp+’(t)= ここでω□で駆動したときのΔp+(t)の振幅をA1
、ω、で駆動したと斡のΔp+(t)の振幅をA2とす
ると、式(3a) 、 (3b)よりメインタンク3゜
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。
Therefore, when v(t) is driven at the angular frequency ωL, Δp+
When the amplitude of '(t) is measured, Δp+'(t) = Here, the amplitude of Δp+(t) when driven by ω□ is A1
, ω, and the amplitude of Δp+(t) of the cylinder driven by You are asked to do so.

I V+   =  V++V2(3d) A2 ン夜量VLは次のように求められる。I V+ = V++V2 (3d) A2 The night amount VL is determined as follows.

νL= v丁 +  V、−V、  −(3e)八2 また、メインタンクがフレキシブルな場合A、、A2の
比の値Cは次のようになる。
νL=v+V, -V, -(3e)82 In addition, when the main tank is flexible, the value C of the ratio of A, A2 is as follows.

この場合、液玉を求めるにはAV、l kl l /に
21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、AV、I kl I / l k21を求める方
法である。
In this case, in order to find the liquid ball, it is necessary to find 21 in AV and l kl l / by calibration. For calibration, a liquid whose volume has been correctly measured is poured into the main tank 30, and v2 and C are determined. This is done twice for different volumes, and the obtained values are substituted into equation (3f) to obtain AV, I kl I / l k21.

このとき、液量vLは次のように求められる。At this time, the liquid volume vL is determined as follows.

=VT+ AV  −C−V+       (3g)
I  kl + 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。
=VT+ AV -C-V+ (3g)
I kl + The signal processing for the rigid tank and flexible tank in the above principle explanation is as follows.

(イ)剛性タンクの場合(第6図) 体積変化機構33が(vosinωLt◆v(、sin
ωHt)(ω、〈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36.3
7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。
(a) In the case of a rigid tank (Fig. 6) The volume change mechanism 33 is (vosinωLt◆v(, sin
When driven by the driving force of ωHt)(ω, <ωH), the resulting pressure change is detected by the gauge pressure sensor 34, and the two parallel-connected bandpass filters 36.3
7. One bandpass filter 36 has a center angular frequency 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ωHで、角周波数ω8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γPOVOは、高い方の角周波数ωH
の信号成分の振幅をで割算器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3
1の容積■1との和(V1+v2)が算出される。
The other bandpass filter 37 is set to extract only the signal component of angular frequency ω, and the other bandpass filter 37 is set to extract only the signal component of angular frequency ω8, with center angular frequency ωH. These bandpass filters 36
.. The respective output signals of 37 are connected to each other, and the amplitudes are detected by amplitude detectors 38 and 39 having the same gain. The output γPOVO is the higher angular frequency ωH
The amplitude of the signal component of is divided by the divider 40, and the volume v2 of the cavity in the main tank 30 and the correction tank 3
The sum (V1+v2) of the volume of 1 and 1 is calculated.

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3oの容積VTと補正タンク31の容積v1
との和から引算され、その結果メインタンク3o内に収
納された液体等の収納物の体積■、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71倍に設定されている
The calculation results V, +V are the volume VT of the main tank 3o set in subtraction 41 and the volume v1 of the correction tank 31.
As a result, the volume of the liquid, etc., stored in the main tank 3o is calculated. Note that the gain of one bandpass filter 36 is set to 71 times the gain of the other bandpass filter 37.

(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(ISlnωLt+Vos1nωHt)(
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
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しの信号成
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ω□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、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γl kl I P
(、voは、高い方の角周波数ω□の信号成分の振幅を
検出する他方が算出される。
(b) In the case of a flexible tank (Fig. 5) The volume change mechanism 33 is (V(ISlnωLt+Vos1nωHt)(
When driven by a driving force of ω (ωH), the resulting pressure change is detected by the gauge pressure sensor 34 and supplied to the two band-pass filters 36 and 37 described above. One band-pass filter 36 extracts a signal component with an angular frequency ω, and the other band-pass filter 37 extracts a signal component with an angular frequency ω□, and each output signal is connected to the above-mentioned amplitude The amplitudes are detected in the detectors 38 and 39, the output of the one amplitude detector 38 detecting the amplitude of the signal component of the lower angular frequency ω, γl kl I P
(, vo is the other one that detects the amplitude of the signal component of the higher angular frequency ω□.

1に11 その算出結果(VパゞパΔv)li+zlは・ 圧力の
伝達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 kz/に+ l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
(Vl”V2+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、AVとIk21/Ikl+は予めキャ
リブレーションにより求められている。
1 to 11 The calculation result (Vpaper Δv) li + zl is amplified by an amplification factor 42 of 1 kz/+l corresponding to the correction coefficient calculated from the coefficient of the pressure transfer function. Thereafter, the amplified signal is subtracted from the value (Vl''V2+ΔV) set by the subtracter 41, and as a result, the volume VL of the liquid or other material stored in the main tank 30 is calculated. Note that AV and Ik21/Ikl+ are determined in advance through calibration.

[発明の効果] 以上のように、本発明は、メインタンクに補正用タンク
を内部連通させると共に、その補正タンクの内部体積を
可変させることができる体積変化手段を設け、さらには
その体積変化手段による補正タンク内の体積変化時に生
じる補正タンク内の内圧を測定することにより、メイン
タンク内の収容物体積を測定でき、かつ有効断面積の大
きなバルブを用いなくてもよいので、そのメインタンク
内収容物の歿存量を、圧力と電気的信号によって、きわ
めて容易かつ正確に検出することができ、軽量化できる
。従ってきわめて簡単かつコンパクトな機構によってタ
ンク内収容物を検出できるので検出の容易性、設備の経
済性等が高められる等の、効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention allows a correction tank to be internally communicated with a main tank, and also provides a volume changing means that can vary the internal volume of the correction tank, and furthermore, the volume changing means By measuring the internal pressure inside the correction tank that occurs when the volume inside the correction tank changes due to The remaining amount of stored material can be detected very easily and accurately using pressure and electrical signals, and the weight can be reduced. Therefore, since the contents in the tank can be detected by an extremely simple and compact mechanism, there are advantages such as improved ease of detection and economical efficiency of the equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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33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33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1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図乃至第11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・・・連結パイプ    33・・・体積変化機構
34・・・ゲージ圧力センサ 35・・・通気孔36.
37・・・バンドパスフィルタ 38.39・・・振幅検出器 40・・・割算器      41・・・引算器42・
・・増幅器 第1図 第2図 67一 第 図 Va(t) 第 図 寸 +2b 第1C図 第11図 寸 補 正 書
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, and FIG. 2 is a state in which the coefficient of the transfer function changes by 2 when the driving frequency of the volume change mechanism 33 and the volume of the contents in the tank 30 are changed in FIG. 1. FIG. 3 is a principle explanatory diagram for explaining FIG. FIG. 5 is a detailed explanatory diagram of the present invention; FIG. 6 is an explanatory diagram of other embodiments of the present invention; FIGS. 7 to 11 The figure is an explanatory diagram of a conventional example. 30... Main tank 31... Correction tank 32... Connection pipe 33... Volume change mechanism 34... Gauge pressure sensor 35... Vent hole 36.
37...Band pass filter 38.39...Amplitude detector 40...Divider 41...Subtractor 42.
...Amplifier Figure 1 Figure 2 67 - Figure Va (t) Figure size + 2b Figure 1C Figure 11 Size correction form

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数個のタンク(30、31)をパイプ(32)で
連結し、該複数個のタンクのいずれか1つにその体積を
変化せしめる手段(33)を設け、かつ該手段(33)
を前記タンク(30、31)の個数と同一数の種類の周
波数で駆動し、その圧力変動を圧力センサ(34)で検
出し、該検出出力に基づいて上記複数個のタンクの少な
くとも1個のタンク内収容物の体積を算出する体積測定
方法。 2 複数個のタンク(30、31)と、該タンク(30
、31)間を連結するパイプ(32)と、前記複数個の
タンク(30、31)のうちいずれか1つのタンク(3
0又は31)の体積を変化せしめるための体積変化手段
(33)と、該体積変化手段を具備せしめたタンクに設
備されて、少なくとも体積変化手段を有する前記タンク
(30又は31)内圧力を検出する圧力センサ(34)
を有することを特徴とする体積測定装置。
[Claims] 1. A plurality of tanks (30, 31) are connected by a pipe (32), and one of the plurality of tanks is provided with means (33) for changing its volume, and Means (33)
is driven at the same number of frequencies as the number of tanks (30, 31), the pressure fluctuation is detected by a pressure sensor (34), and based on the detection output, at least one of the plurality of tanks is driven. A volume measurement method that calculates the volume of contents in a tank. 2 A plurality of tanks (30, 31) and the tank (30
, 31), and any one tank (3) among the plurality of tanks (30, 31).
0 or 31), and is installed in a tank equipped with the volume changing means, and detects the internal pressure of the tank (30 or 31) having at least the volume changing means. pressure sensor (34)
A volume measuring device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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