JPH027013B2 - - Google Patents
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- JPH027013B2 JPH027013B2 JP12294884A JP12294884A JPH027013B2 JP H027013 B2 JPH027013 B2 JP H027013B2 JP 12294884 A JP12294884 A JP 12294884A JP 12294884 A JP12294884 A JP 12294884A JP H027013 B2 JPH027013 B2 JP H027013B2
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- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 7
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超音波を利用した液化ガス例えば
LPG（液化石油ガス）容器からの漏洩量の測定方
法に関するものである。
LPG（液化石油ガス）容器からの漏洩量の測定方
法に関するものである。
（従来の技術）
燃焼器の故障あるいは操作ミスで液化ガス容器
からガス漏洩が発生したとき、漏洩発生建物内の
住人及び消火、救助活動に従事する消防職員など
の生命の安全を確保するために液化ガス例えば
LPGの漏洩量を一刻も早く知ることが望まれる。
液化ガスの漏洩量は漏洩直前の容器の重量あるい
はガスメータの目盛を事前に調べることにより測
定される。
からガス漏洩が発生したとき、漏洩発生建物内の
住人及び消火、救助活動に従事する消防職員など
の生命の安全を確保するために液化ガス例えば
LPGの漏洩量を一刻も早く知ることが望まれる。
液化ガスの漏洩量は漏洩直前の容器の重量あるい
はガスメータの目盛を事前に調べることにより測
定される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、液化ガス容器の設置場所には台秤が配
置されていないし、漏洩直前のガスメータの目盛
が事前に調べられていない現状においては、液化
ガスの漏洩量を測定できい。
置されていないし、漏洩直前のガスメータの目盛
が事前に調べられていない現状においては、液化
ガスの漏洩量を測定できい。
本発明は、液化ガス容器の設置場所で簡易に測
定することができる液化ガス容器からの漏洩量の
測定方法を提供することをその目的とするもので
ある。
定することができる液化ガス容器からの漏洩量の
測定方法を提供することをその目的とするもので
ある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、液化ガス容器外壁に超音波送受波器
を接触させて移動し、その各位置で該送受波器か
ら前記容器のほぼ中心軸に向けてパルス状超音波
を発射すると共にその反射波を前記送受波器で受
波し、その出力信号が変化する位置より前記容器
内の液面高さＨを測定し、また該容器の器壁温度
Ｔと外気温度T0との温度差Ｔ−T0を測定し、次
式 W0−Ｗ＝ρSH｛exp〔Ｃ（T0−Ｔ）／ｑ〕−１｝ 但し、W0…漏洩前の容器内液化ガス液体重量 Ｗ…漏洩中の容器内液化ガス液体重量 ρ…液化ガス液体密度 Ｓ…容器断面積 Ｃ…液化ガス液体の比熱 ｑ…蒸発潜熱に依存する常数 から漏洩量Ｗ−W0を求めることを特徴とする。
を接触させて移動し、その各位置で該送受波器か
ら前記容器のほぼ中心軸に向けてパルス状超音波
を発射すると共にその反射波を前記送受波器で受
波し、その出力信号が変化する位置より前記容器
内の液面高さＨを測定し、また該容器の器壁温度
Ｔと外気温度T0との温度差Ｔ−T0を測定し、次
式 W0−Ｗ＝ρSH｛exp〔Ｃ（T0−Ｔ）／ｑ〕−１｝ 但し、W0…漏洩前の容器内液化ガス液体重量 Ｗ…漏洩中の容器内液化ガス液体重量 ρ…液化ガス液体密度 Ｓ…容器断面積 Ｃ…液化ガス液体の比熱 ｑ…蒸発潜熱に依存する常数 から漏洩量Ｗ−W0を求めることを特徴とする。
（作 用）
漏洩中の容器内の液化ガス液体重量Ｗより漏洩
時間dtの間に液化ガスがdW漏洩したとき、該液
体の気化に際し周囲より蒸発潜熱を奪うので、該
液体したがつて容器の外壁温度はdTだけ低下す
る。
時間dtの間に液化ガスがdW漏洩したとき、該液
体の気化に際し周囲より蒸発潜熱を奪うので、該
液体したがつて容器の外壁温度はdTだけ低下す
る。
この温度変化dTと漏洩量dWとの関係は、液化
ガス液体の蒸発潜熱をｑ、比熱をＣとすると、 dT／dt＝ｑ／CW・dW／dt …(1) の関係式で近似できる。
ガス液体の蒸発潜熱をｑ、比熱をＣとすると、 dT／dt＝ｑ／CW・dW／dt …(1) の関係式で近似できる。
(1)式を積分して、初期条件Ｗ＝W0（漏洩前の容
器内の液化ガス液体重量）、Ｔ＝T0（漏洩前の容
器外壁温度すなわち外気温度）を代入すると、 Ｗ＝W0 exp〔Ｃ（Ｔ−T0）／ｑ〕 …(2) が得られる。
器内の液化ガス液体重量）、Ｔ＝T0（漏洩前の容
器外壁温度すなわち外気温度）を代入すると、 Ｗ＝W0 exp〔Ｃ（Ｔ−T0）／ｑ〕 …(2) が得られる。
(2)式において、Ｃとｑは変らないとみなせるか
ら、W0はＷとＴ−T0を測定することにより推定
できる。
ら、W0はＷとＴ−T0を測定することにより推定
できる。
(2)式を更に変形すると、
W0−Ｗ＝Ｗ｛exp〔Ｃ（T0−Ｔ）／ｑ〕−１｝
＝ρSH｛exp〔Ｃ（T0−Ｔ）／ｑ〕−１｝…(3)
(3)式から、漏洩量W0−Ｗは漏洩中の液面の高
さＨ、容器の断面積Ｓ、液体密度ρを知ることに
より求めることができる。
さＨ、容器の断面積Ｓ、液体密度ρを知ることに
より求めることができる。
そこで漏洩量W0−Ｗを測定するために、先ず、
漏洩中の容器内の液面の高さを次のようにして測
定する。
漏洩中の容器内の液面の高さを次のようにして測
定する。
第１図Ａに示すように、液化ガス液体ａの液面
以下の容器ｂの謀面に超音波送受波器１を接触さ
せ、該容器ｂのほぼ中心軸に向けてパルス状超音
波を該送受波器１から発射させると、超音波は密
度の大きい液化ガス液体ａ（例えばLPGは密度ρL
＝0.5ｇ/cm3）に伝播しやすいから、第１図Ｂに矢
示のように液体ａ中を容器ｂの壁面で反射されて
往復し、送受波器１から出力信号として往復時間
に対応する時間間隔でパルス状信号が出力する。
しかるに該送受波器１を液面状の容器ｂの壁面に
接触させてパルス状超音波を発射させると超音波
は密度の小さい液化ガス気体（例えばLPGは密
度ρg＝２×10-3ｇ/cm3）には伝播しにくいので、
第１図Ｃに矢示のように主として器壁内をその一
部が壁面で反射されながら周回し、送受波器１か
ら出力信号として密集したパルス状信号が出力す
る。
以下の容器ｂの謀面に超音波送受波器１を接触さ
せ、該容器ｂのほぼ中心軸に向けてパルス状超音
波を該送受波器１から発射させると、超音波は密
度の大きい液化ガス液体ａ（例えばLPGは密度ρL
＝0.5ｇ/cm3）に伝播しやすいから、第１図Ｂに矢
示のように液体ａ中を容器ｂの壁面で反射されて
往復し、送受波器１から出力信号として往復時間
に対応する時間間隔でパルス状信号が出力する。
しかるに該送受波器１を液面状の容器ｂの壁面に
接触させてパルス状超音波を発射させると超音波
は密度の小さい液化ガス気体（例えばLPGは密
度ρg＝２×10-3ｇ/cm3）には伝播しにくいので、
第１図Ｃに矢示のように主として器壁内をその一
部が壁面で反射されながら周回し、送受波器１か
ら出力信号として密集したパルス状信号が出力す
る。
したがつて超音波送受波器１を容器ｂの壁面に
接触しながら移動すると、液化ガス液体ａと液化
ガス気体Ｃの境界である液面を通加した際、該送
受波器１から出力する出力信号が変化し、この変
化する位置から液化ガス容器ｂ内の液面位置が測
定され、それから液面高さＨが求められる。
接触しながら移動すると、液化ガス液体ａと液化
ガス気体Ｃの境界である液面を通加した際、該送
受波器１から出力する出力信号が変化し、この変
化する位置から液化ガス容器ｂ内の液面位置が測
定され、それから液面高さＨが求められる。
次に温度センサを容器の外壁に接触させてその
外壁温度を測定しまた外気温度を測定する。
外壁温度を測定しまた外気温度を測定する。
更に容器の断面を測定する。
以上のようにして求めた測定値を前記(3)式に代
入すると漏洩量W0−Ｗが得られる。
入すると漏洩量W0−Ｗが得られる。
（実施例）
第２図は、本発明の一実施例の測定方法を実施
するのに使用する液面位置測定装置のブロツク図
を示す。
するのに使用する液面位置測定装置のブロツク図
を示す。
同図において、１は超音波用送受波器で、該送
受波器１には、パルス発生機２から振幅約−80
、接続時間約0.5μ秒のパルス波がタイマ３で約
0.2秒毎に自動的に印加されるように構成されて
いる。該送受波器１の共振周波数は、例えば現在
最も多く流通している充填量50KgのLPG容器を
対象とした場合、S/N比の高い周波数として実験
的に約1MHzに選定した。４は増幅回路で、該増
幅回路４には、その出力が検波回路５及び自動利
得制御回路６を介して不帰還されるようにし、か
くてこの回路で送受波器１の出力信号の波形の違
いを検出するようにした。７は微分回路で、該微
分回路７は検波回路５の出力を微分して出力信号
の波形の違いを更に選別するものであり、８は微
分回路７の出力パルスで作動し、ブザー等の報知
器９を作動させる接続的な作動信号を出力する報
知器作動回路、１０は電源電圧が所定値を有する
かどうかをチエツクする電源エツク回路である。
また、１１は電源、１２は電源１１と増幅回路４
との間に介入され、タイマ３の出力により制御さ
れて超音波を発射してから最初の発射波が到達す
るまでの時間（例えば0.8ｍ秒）に対応する一定
時間例えば１ｍ秒間のみ電源電圧を増幅回路４に
加えるようにする電源制御回路で、この回路によ
れば、電源１１の消耗を少なくすることができ
る。
受波器１には、パルス発生機２から振幅約−80
、接続時間約0.5μ秒のパルス波がタイマ３で約
0.2秒毎に自動的に印加されるように構成されて
いる。該送受波器１の共振周波数は、例えば現在
最も多く流通している充填量50KgのLPG容器を
対象とした場合、S/N比の高い周波数として実験
的に約1MHzに選定した。４は増幅回路で、該増
幅回路４には、その出力が検波回路５及び自動利
得制御回路６を介して不帰還されるようにし、か
くてこの回路で送受波器１の出力信号の波形の違
いを検出するようにした。７は微分回路で、該微
分回路７は検波回路５の出力を微分して出力信号
の波形の違いを更に選別するものであり、８は微
分回路７の出力パルスで作動し、ブザー等の報知
器９を作動させる接続的な作動信号を出力する報
知器作動回路、１０は電源電圧が所定値を有する
かどうかをチエツクする電源エツク回路である。
また、１１は電源、１２は電源１１と増幅回路４
との間に介入され、タイマ３の出力により制御さ
れて超音波を発射してから最初の発射波が到達す
るまでの時間（例えば0.8ｍ秒）に対応する一定
時間例えば１ｍ秒間のみ電源電圧を増幅回路４に
加えるようにする電源制御回路で、この回路によ
れば、電源１１の消耗を少なくすることができ
る。
次に、上記装置を使用して液面高さを測定する
方法について説明する。
方法について説明する。
今、接触媒質を薄く塗布した超音波用送受波器
１を、第１図Ａに示すように、液化ガス容器ｂの
外壁に軽く押し付けながら、壁面に沿つて上下さ
せる該送受波器１が液面以下の容器ｂの外壁に接
触しているときは、送受波器１から出力する出力
信号は液化ガス液体ａを往復する時間間隔のパル
ス状信号であるから、増幅回路４を介して検波器
５からパルス状信号が出力する。この信号は微分
回路４を介して報知器作動回路８を駆動するか
ら、接続する作動信号により報知器９例えばブザ
ーが鳴動する。
１を、第１図Ａに示すように、液化ガス容器ｂの
外壁に軽く押し付けながら、壁面に沿つて上下さ
せる該送受波器１が液面以下の容器ｂの外壁に接
触しているときは、送受波器１から出力する出力
信号は液化ガス液体ａを往復する時間間隔のパル
ス状信号であるから、増幅回路４を介して検波器
５からパルス状信号が出力する。この信号は微分
回路４を介して報知器作動回路８を駆動するか
ら、接続する作動信号により報知器９例えばブザ
ーが鳴動する。
送受波器１を液面より上の容器ｂの外壁に接触
させると、、送受波器１から出力する出力信号は
密集したパルス状信号であるから、この信号は自
動利得制御回路６によつて利得が自動制御される
増幅回路４を経ることによつてほとんど消去さ
れ、検波器５から出力が生じない。たとえ僅かに
出力したとしても微分回路７を経ることによつて
消滅し、報知器作動回路８を駆動しないから、例
えばブザーは鳴動しない。
させると、、送受波器１から出力する出力信号は
密集したパルス状信号であるから、この信号は自
動利得制御回路６によつて利得が自動制御される
増幅回路４を経ることによつてほとんど消去さ
れ、検波器５から出力が生じない。たとえ僅かに
出力したとしても微分回路７を経ることによつて
消滅し、報知器作動回路８を駆動しないから、例
えばブザーは鳴動しない。
したがつて送受波器１を下か上に移動し、ブザ
ーの鳴動が停止した位置から液化ガス液体ａの液
面位置、それから液面高さを知ることができる。
ーの鳴動が停止した位置から液化ガス液体ａの液
面位置、それから液面高さを知ることができる。
第３図は第２図に示されるブロツク図を具体化
した電気回路図である。
した電気回路図である。
同図中、第２図と同一の符号は同一のものを示
す。
す。
第４図Ａ及び第４図Ｂはともに送受波器１を液
面位置より上方に位置させ、第４図Ａは第３図示
の回路において自動利得制御回路６を省略した
合、第４図Ｂは自動利得制御回路６を有する場合
のｘ点における出力信号波形でり、第４図Ｃは送
受波器１を液面位置より下方に位置させたときの
第３図示の回路のｘ点における出力信号波形であ
る。
面位置より上方に位置させ、第４図Ａは第３図示
の回路において自動利得制御回路６を省略した
合、第４図Ｂは自動利得制御回路６を有する場合
のｘ点における出力信号波形でり、第４図Ｃは送
受波器１を液面位置より下方に位置させたときの
第３図示の回路のｘ点における出力信号波形であ
る。
この波形を対比すれば、自動利得制御御回路６
を接続した増幅回路４は液面の上下を選別して報
知器９を作動、不作動を決定する判別回路である
ことが理解できる。液面高さの測定方法として、
この他に、送受波器１の出力信号波形を直接ある
いは増幅器を介して陰極線管に加え、該管上でそ
の波形を観測することにより液面位置を測定し、
それから求める方法、あるいは図示説明しない
が、公知の技術を用いて出力信号の変化を測定す
ることにより求める方法等を使用することができ
る。
を接続した増幅回路４は液面の上下を選別して報
知器９を作動、不作動を決定する判別回路である
ことが理解できる。液面高さの測定方法として、
この他に、送受波器１の出力信号波形を直接ある
いは増幅器を介して陰極線管に加え、該管上でそ
の波形を観測することにより液面位置を測定し、
それから求める方法、あるいは図示説明しない
が、公知の技術を用いて出力信号の変化を測定す
ることにより求める方法等を使用することができ
る。
次に容器ｂの外壁温度Ｔを測定する。その測定
箇所は外壁のどこでもよいが、精度上液面以下の
外壁が望ましい。この場合、温度センサ１３は容
易壁面と接触させ、外気と遮断して取付ける。
箇所は外壁のどこでもよいが、精度上液面以下の
外壁が望ましい。この場合、温度センサ１３は容
易壁面と接触させ、外気と遮断して取付ける。
尚、第２図及び第３図において、１４は温度セ
ンサ１２に接続されてその温度を直示する例えば
発光ダイオード等から成る温度表示部である。ま
た、温度センサ１３を使用して外気温度を温度表
示部１４に表示させる。
ンサ１２に接続されてその温度を直示する例えば
発光ダイオード等から成る温度表示部である。ま
た、温度センサ１３を使用して外気温度を温度表
示部１４に表示させる。
LPG50Kgを充填可能な容器からの漏洩量を測
定するときは、 W0−Ｗ＝0.54・Ｈ｛exp〔（T0−Ｔ）／88〕−１｝ （但し、係数0.54は容器の大きさと密度で決ま
り、係数88はLPGの比熱及び蒸発潜熱により決
まつた値である。） の式に上記測定値を代入して算出する。
定するときは、 W0−Ｗ＝0.54・Ｈ｛exp〔（T0−Ｔ）／88〕−１｝ （但し、係数0.54は容器の大きさと密度で決ま
り、係数88はLPGの比熱及び蒸発潜熱により決
まつた値である。） の式に上記測定値を代入して算出する。
尚、液化ガスとしてLPGを例示したが、LNG
を例示したが、LNG（液化天然ガス）、液体窒素
等の気化に際して蒸発潜熱により器壁温度の変化
を伴う液体にも適用できる。
を例示したが、LNG（液化天然ガス）、液体窒素
等の気化に際して蒸発潜熱により器壁温度の変化
を伴う液体にも適用できる。
（発明効果）
本発明は、液化ガス容器の接地場所で簡易に液
化ガスの漏洩量を測定でき、例えば消防職員によ
る救助災害防止のための活動方針がが立てやすい
等の効果を有する。
化ガスの漏洩量を測定でき、例えば消防職員によ
る救助災害防止のための活動方針がが立てやすい
等の効果を有する。
第１図Ａは本発明の測定方法を説明するための
液化ガス容器の要部の截断側面図、第１図Ｂは第
１図ＡにおけるＢ−Ｂ線截断面図、第１図Ｃは第
１図ＡにおけるＣ−Ｃ線截断面図、第２図は本発
明の測定方法の一実施例に使用する液面位置測定
装置のブロツク図、第３図は第２図に示される回
路を具体化した電気回路図、第４図Ａは送受波器
を液面位置より上に位置させ、第３図に示される
回路において、自動利得制御回路６を省略したと
きのｘ点における出力信号の波形図、第４図Ｂ及
びＣはそれぞれ送受波器を液面の上及び下に位置
させたときの第３図に示される回路のｘ点におけ
る出力信号の波形図を示す。 ａ…液化ガス液体、ｂ…液化ガス容器、ｃ…液
化ガス気体、１…超音波送受波器、４…増幅回
路、５…検波回路、６…自動利得制御回路、７…
微分回路、９…報知器。
液化ガス容器の要部の截断側面図、第１図Ｂは第
１図ＡにおけるＢ−Ｂ線截断面図、第１図Ｃは第
１図ＡにおけるＣ−Ｃ線截断面図、第２図は本発
明の測定方法の一実施例に使用する液面位置測定
装置のブロツク図、第３図は第２図に示される回
路を具体化した電気回路図、第４図Ａは送受波器
を液面位置より上に位置させ、第３図に示される
回路において、自動利得制御回路６を省略したと
きのｘ点における出力信号の波形図、第４図Ｂ及
びＣはそれぞれ送受波器を液面の上及び下に位置
させたときの第３図に示される回路のｘ点におけ
る出力信号の波形図を示す。 ａ…液化ガス液体、ｂ…液化ガス容器、ｃ…液
化ガス気体、１…超音波送受波器、４…増幅回
路、５…検波回路、６…自動利得制御回路、７…
微分回路、９…報知器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液化ガス容器外壁に超音波送受波器を接触さ
せて移動し、その各位置で該送受波器から前記容
器のほぼ中心軸に向けてパルス状超音波を発射す
ると共にその反射波を前記送受波器で受波し、そ
の出力信号が変化する位置より前記容器内の液面
高さＨを測定し、また該容器の器壁温度Ｔと外気
温度T0との温度差Ｔ−T0を測定し、次式 W0−Ｗ＝ρSH｛exp［Ｃ（T0−Ｔ）／ｑ］−１｝ 但し、W0…漏洩前の容器内液化ガス液体重量 Ｗ…漏洩中の容器内液化ガス液体重量 ρ…液化ガス液体密度 Ｓ…容器断面積 Ｃ…液化ガス液体の比熱 ｑ…蒸発潜熱に依存する常数 から漏洩量Ｗ−W0を求めることを特徴とする液
化ガス容器からの漏洩量の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12294884A JPS613022A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 液化ガス容器からの漏洩量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12294884A JPS613022A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 液化ガス容器からの漏洩量の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613022A JPS613022A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH027013B2 true JPH027013B2 (ja) | 1990-02-15 |
Family
ID=14848583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12294884A Granted JPS613022A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 液化ガス容器からの漏洩量の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613022A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7224974B2 (ja) * | 2019-03-11 | 2023-02-20 | 東芝キヤリア株式会社 | 液量検出装置 |
-
1984
- 1984-06-16 JP JP12294884A patent/JPS613022A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS613022A (ja) | 1986-01-09 |
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