JPH03289520A - 流体レベル測定方法及び装置 - 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】

［０００１］

【発明の背景】 【発明の分野】

本発明は、一般に測定システムに関し、特に、超音波信
号を用いる測定システムに関するものである。 ［０００２］

【従来技術の説明】

タンク、圧力容器、ボイラ等（以下、単に容器とも称す
る）における液体もしくは流体のレベルの測定は、制御
もしくは管理の目的、在庫量の維持、安全の確保にとっ
て本質的に重要である。流体レベルの測定には、覗き窓
、フロートスイッチ及び差圧モニタを含め多くの技術が
利用可能である。写真のような分野において成る程度受
は入れられている音響測距システムも、容器内の流体レ
ベルを測定するのに採用されている。現在用いられてい
るシステムにおいては、典型的には、液面の上方に設置
されているトランスジューサからの音波が、空気或は他
のガス中を伝搬される。長い媒質内を伝搬する音波は、
音源からの距離の二未に逆比例する割合で減衰する。こ
の減衰は、有効測定範囲を大きく制限するので、大きい
容器内の流体レベルを測定するのにかかる技術を適用す
る上に大きな欠点となっている。 ［０００３］ 容器に支持されているタップを介して該容器と流体連通
関係にある直立管内の流体レベルの測定で、容器内の流
体のレベルの表示を得ることが可能な事例も多い。しか
し、直立管内の流体の高さＨｓが、容器内の流体の高さ
ＨＶより小さくなり得るという問題が生じている。この
問題は、容器に対し熱を加える場合、周囲環境に対する
熱の損失が原因で、直立管が容器と同じ温度に維持され
ない時に起こり得る。容器と直立管との間における温度
差の結果として、容器内の流体と直立管内の流体との間
に密度の差が生ずる。直立管内の流体は、容器内の流体
とは異なった密度を有するので、直立管内の流体レベル
Ｈｓは、容器内の流体レベルＨｖと同じではなくなる。 ［０００４］ 添付図面の図１には、ボイラ内の流体レベルと、ボイラ
直立管内の流体レベルとの間の差Ｈｖ　　Ｈｓが、タッ
プ間の高さＨの関数として示されている。図示の３つの
曲線は、３つの異なった作動温度及び圧力を表している
。この図から明らかなように、ボイラ内の流体の容積が
増加し、作動温度及び圧力が増加するに伴い、上記２つ
のレベル間の差が増大する。 ［０００５］ このようなレベル差を補償するために、オペレータが、
流体レベルを観察するばかりでなく流体の温度をも読み
取ることができるように、温度計が装備されている覗き
窓がある。温度の読み量及びオペレータの経験に基づい
て、オペレータは容器内の流体レベルが、どの程度高く
なければならないかを決定する。従って明らかなように
、このシステムはオペレータの経験の度合に大きく依存
し、結果的に費用の掛かる誤った判断が行われ易い。従
って、容器内の流体の高さを表示し且つオペレータに容
易に理解される温度補償された測定量を得ることができ
るシステムに対する必要性が存在する。 ［０００６］

【発明の概要】

本発明は、容器と流体連通関係にある音響導波管を備え
る容器内の流体の高さを表す温度補償された測定量を得
るためのシステムに関するものである。基準ターゲット
が導波管内に配置される。超音波信号が発生され、計時
手段もしくはタイマーにより、該超音波信号が基準ター
ゲットに向かって進行し且つ該基準ターゲットから戻る
のに要する時間を表す第１のトランシット時間と、超音
波信号が導波管内の流体の表面に向かって進行し該表面
から戻るのに要する時間を表す第２のトランシット時間
とを測定する。第１の回路で、上記第１及び第２のトラ
ンシット時間に基づき、導波管内の流体の高さを計算で
求める。第２の回路は、第１のトランシット時間から導
波管内の流体の密度を決定して、流体の密度に基づき流
体の算出された高さを標準化し、この標準化された高さ
で、容器内の流体の高さレベルを表示する。 ［０００７］ 本発明の一実施例によれば、導波管は、容器の外部に配
設された直立管から構成されて、容器により支持される
タップを介して該容器と流体連通関係に置かれる。本発
明の他の実施例によれば、導波管は、容器内部に配設さ
れる。 ［０００８］ 本発明の１つの実施例によれば、流体の高さは、上記第
１及び第２のトランシット時間の比から導出される。 ［０００９］ 本発明の他の実施例によれば、超音波信号の速度が第１
のトランシット時間から導出される。この速度は、表を
使用することにより或は流体内の伝搬速度の関数として
密度を表す方程式を評価することにより、流体の密度を
決定するのに用いることができる。 ［００１０１ 本発明の他の実施例によれば、第２の回路は、計算で求
められた高さを、高さレベル（位置水頭）の標準化され
た工学単位で表すことにより標準化する。 ［００１１］ 本発明の他の実施例によれば、導波管内の流体の温度を
一定に維持するために凝縮フィン、絶縁及び貯蔵容器が
用いられる。 ［００１２］ 本発明においては、超音波送信器及び受信器として動作
することができる超音波トランスジューサを使用するこ
とも可能であるし、また、送信用及び受信用に別個のト
ランスジューサを使用することも可能である。本発明は
また、幾つかの送信器／受信器取付配位を開示する。 ［００１３］ また、本発明は、容器内の流体の高さを測定するための
方法であって、容器内と流体連通関係で導波管を設け、
該導波管内部に基準ターゲットを配置し、超音波信号を
発生し、該超音波信号が基準ターゲットに向かって進む
と共に該基準ターゲットから戻る時間を表す第１のトラ
ンシット時間を測定し、超音波信号が導波管内の流体の
表面にまで進行し該表面から戻る時間を表す第２のトラ
ンシット時間を測定し、上記第１及び第２のトランシッ
ト時間から導波管内の流体の高さを算出し、第１のトラ
ンシット時間から導波管内の流体の密度を求め、そして
流体の密度に基づき流体の算出高さを標準化し、該標準
化された高さで容器内の流体の高さを表すようにする諸
ステップを含む流体レベル測定方法にも向けられている
。 ［００１４］ 本発明は音響導波管を使用しているため、減衰は相当に
減少される。実験の結果、数回分の１　ｆｔ（３０，３
ｃｍ）まで水位を測定する能力が例証された。本発明の
１つの利点は、音響エネルギーが閉じ込められるために
、大きな距離もしくは間隔を測定するのに低信号エネル
ギーを使用することが可能なことである。従って、測定
は、高い精度で、非常に大きいタンク、容器、貯蔵槽等
で行うことができる。 導波管を用いることによる別の利点は、導波管の軸が完
全に垂直でない場合でも有用な表面反射を得ることがで
きる点にある。本発明の以上に述べた利点や有益性並び
に他の利点や有益性は、以下に述べる好適な実施例の説
明から明らかとなるであろう。 ［００１５］

【好適な実施例の説明】

本発明の構造及び動作を、図２に示すボイラ１０（容器
）と関連して説明する。しかし、本発明の原理は、多様
なタンク、反応容器等に広汎にわたり適用可能であり、
そして、貯蔵容器、河川、ダム、導管等における流体の
測定にも適用することができ、本発明は、ボイラに限定
されるものではないことを理解されたい。従って、ボイ
ラ１０は、高さレベルもしくは位置水頭測定の対象とな
る流体に関し成る程度制約があるものの、一般的術語と
して容器とも称し得るであろう。 ［００１６］ ボイラ１０は、下側のタップ１４から距離Ｈだけ離間し
て設けられている上側のタップ１２を有する。ボイラ１
０には、直立管１６が設けられており、同直立管１６は
、弁１８を介して上側タップ１２と流体連通関係にある
と共に、弁２０を介して下側タップ１４と流体連通関係
にある。 ［００１７］ ボイラ１０においては、特に、該ボイラに熱を加えつつ
ある場合、流体レベルＨｖを常時知ることが望ましい。 ここで、流体レベルＨｖとは、ボイラもしくは容器に熱
を加えなかったとした場合に存在するレベルＨＶを越え
るレベル２２まで液面を更に膨張するボイラ内の気泡を
工学的に考慮して、該気泡が崩壊したと想定した場合の
レベルを表す点に注意されるべきである。 ［００１８］ 直立管１６には、超音波変換器もしくはトランスジュー
サ２４が装備されている。 直立管１６内にはトランスジューサ２４により超音波信
号が発生され、そして直立管１６は導波管としての働き
をする。超音波信号は、Ｔ形接続部により導波管内部に
形成される導波管径の段部又は孔のような反射性不連続
部により形成される基準ターゲット２６から反射される
。この基準ターゲットは、トランスジューサ２４から既
知の間隔で離間している。超音波信号はまた、直立管内
の流体の表面２８からも反射される。 ［００１９］ トランスジューサ２４によって発生される信号にプロセ
ッサ回路２９が応答して、超音波信号がトランスジュー
サ２４からターゲット２６に進行し且つ反射されてトラ
ンスジューサ２４に戻るまでの時間を表す第１のトラン
シット時間Ｌ１並びに超音波信号がトランスジューサ２
４から流体表面２８まで進行して該トランスジューサ２
４に戻ってくるまでの時間を表す第２のトランシット時
間Ｌ２を測定する。追って図３を参照し詳細に説明する
ように、流体の高さＨ８は、上記２つのトランシット時
間の比から計算することができる。直立管１６内の流体
の密度ρＳは、算出された流体の高さＨ８を標準化する
ことができるように、即ち、水柱ｉｎ、水柱ｆｔ、　ｐ
、ｓ、ｉ、差圧等の標準化された工学単位で表現するこ
とができるように、第１のトランシット時間Ｌ１から求
めることができる。 ［００２０１ 図３には、信号演算処理手段、即ちプロセッサ回路２９
が非常に詳細に示してある。トランスジューサ２４は、
送信増幅器（又はパルス発生器）３０及び信号受信調整
回路３２と電気的に連絡している。増幅器３０は、超音
波信号の発生を規制するクロック／マスタ・タイミング
装置（ＭＴＵ）　３４に応答する。信号受信調整回路３
２により受信された信号であって、反射された超音波信
号を表す信号は検出器３５に入力される。 ［００２１］ 該検出器３５は、ＭＴＵ　３４により超音波信号が発生
されたことを報知されると、第１の時間レジスタ（計数
器）３６及び第２の時間レジスタ（計数器）３８を起動
する。これ等のレジスタもしくは計数器（計時手段）は
、ＭＴＵ　３４によって発生されるクロックパルスを計
数する。検出器３５が図２に示すターゲット２６により
反射された超音波信号を表す信号を受信すると、第１の
計数器３６は、計数動作を停止するように指令される。 検出器３５が図２に示す直立管内の流体の表面２８によ
り反射された超音波信号を表す信号を受信すると、第２
の計数器３８が計数動作を停止するように指令される。 このようにして、第１の計数器３６は、トランスジュー
サ２４とターゲット２６との間で一巡するトランシット
時間を表す値Ｌ１を格納し、他方、第２の計数器３８は
、トランスジューサ２４と流体の表面２８との間におけ
る往復トランシット時間を表す値Ｌ２を格納することに
なる。ＭＴＵ　３４は、検出器３５から、計数器３６及
び３８が所要のトランシット時間を格納していることを
示す信号を受ける。 ［００２２］ ＭＴＵ　３４は、第１の回路４０（算出手段）に対し、
第１のトランシット時間Ｌ１及び第２のトランシット時
間Ｌ２を受けるように指令する。しかる後、ＭＴＵ　３
４は計数器３６及び３８をリセットする。第２のトラン
シット時間Ｌ２はまた、受信信号調整回路３２のゲイン
を制御する自動ゲイン制御回路４４にも入力される。検
出器３５は、送信増幅器３０のゲインを制御する自動ゲ
イン制御回路４６に入力される信号を発生する。 このような用途の自動ゲイン制御回路は、周知である。 ［００２３］ 第１の回路４０は、次式に従い高さＨｓを計算する。 ［００２４］ Ｈｓ””　（ｔ２／１１）　Ｈｒ 上式中、Ｈｒはトランスジューサ２４から基準ターゲッ
ト２６までの既知の距離を表す。算出された値Ｈ８及び
第１のトランシット時間は第２の回路４２に入力される
。 ［００２５］ 第２の回路４２（密度決定・標準化手段）の１つの機能
は、第１のトランシット時間ｔ１から直立管内の流体の
密度を求めることにある。密度及び音速は、共に温度に
関係することは知られている。図４には、室温での速度
（例えば、１５００ｍ／ｓ）水の場合について、温度の
関数として示す図である。因に、第２の回路４２は、図
４において曲線で表したものと同じ情報を格納するテー
ブル（表）を記憶するための記憶装置を備えることがで
きる。従って、第２の回路４２は、量（Ｈｒ／１１）を
Ｃ８で除し、その結果を用いて、標準化速度に対応する
標準化密度値ρ／ρを参照し求める。標準化密度にρ　
を乗じて、直立管内の水の密度を得る。勿論、第２の回
路４２に格納されるテーブルは、直立管内の流体の種類
に応じて適切なテーブルでなければならない。 ［００２６］ 流体が水である場合には、該流体の密度を決定する際に
１つの仮定を立てる必要がある。図４から明らかなよう
に、標準化された速度曲線は１６６°Ｆ（７４，４°Ｃ
）でピークに達する。しかる後、曲線は非対称的に下が
る。従って、密度を決定するためには、ピークのどちら
側で動作しているか、即ち、１６６°Ｆ（７４，４°Ｃ
）より上で動作しているか或は下で動作しているか知る
必要がある。プロセス技術者にとっては、被監視下の容
器に関する知識に基づいて適切な仮説を立てることが可
能である。例えば、容器がボイラである場合には、温度
は沸点よりも高いと仮定することができ、従って、密度
は、ピーク値の右側の曲線部分、即ち、温度が１６６°
Ｆ　（７４，４°Ｃ）に等しいか又はそれよりも高い曲
線部分に基づいて算出することができる。このような高
温においても動作もしくは運転を保証するためのフィン
や絶縁の使用に関しては追って説明する。 ［００２７］ 曲線のどの部分が適切であるかを決定する別の方法は、
ＭＴＵ　３４が、運転停止又は運転中に適切な曲線部分
が用いられるように、ＭＴＵ　３４を、運転停止及び起
動日付のような情報を記憶するカレンダ（暦）クロック
として働らかせることである。 ［００２８］ 標準化された密度は、標準化された音速の関数としてプ
ロットすることができそれにより図５に示す曲線が得ら
れる。尚、図５の曲線は、実尺では描かれていない。第
２の回路４２は、図５に示しである情報を、テーブルの
形態で格納する記憶装置を備えることができ、それによ
り、標準化された密度を、標準化された音速に基づいて
上記テーブルから選択できようにすることが可能である
。密度は上述のように標準化された密度から求めること
ができる。 ［００２９］ 当業者には、図４及び図５に示した曲線を、密度を音速
の関数として表す方程式により表現できることは理解さ
れるであろう。従って、第２の回路４２は、この方程式
を記憶する記憶装置を備えることもできる。その場合、
第２の回路４２は、該方程式を評価して、直立管内の流
体の密度を決定する。 ［００３０］ 直立管内の流体の密度を決定した後、算出された高さＨ
８は、標準の基準速度、即ち、６９°Ｆ（２０，６°Ｃ
）で上記高さを水柱ｉｎで表すことにより標準化される
。これは、Ｈｓに、ρ／ρ。を乗することにより実現す
ることができる。尚、ρ。は、基準温度における密度を
表す。その結果得られた値、即ち高さレベルは、公知の
換算係数を用いて他の単位で表すことができる。 ［００３１］ 第２の回路４２による標準化された高さ出力は、容器内
の流体の高さを表す。また標準化された高さは、オペレ
ータに対して、下側タップ１４の上方に存在する流体の
重量の表示もしくは情報をも与える。 ［００３２］ 当業者には分かるように、図２のプロセッサ回路２９の
機能は、送信及び受信機能を除き、周知のプログラミン
グ技術に従いマイクロプロセッサをプログラミングする
ことにより容易に実施することができる。 ［００３３］ 図２を参照するに、液体領域における対流或は伝導とは
対照的に、蒸気領域において凝縮する蒸気の熱交換は数
桁台も増加するので、直立管内の流体の密度及び容器１
０内の流体の密度との間に所望の関係を維持するのを容
易にするように直立管１６を設計上調整することが可能
であろう（別法として、ボイラ１０の上側のタップ１２
を、結果的に生ずる密度偏差が許容し得るように所望の
測定間隔よりも相当に高い位置に配置することも可能で
あろう）。このような調整として、上部フィン４８を設
けて高い容器レベルで凝縮を高め、それにより直立管内
の流体の温度を増加し、また、低い容器レベルでは下部
フィン４９により許容し得る適冷を確保し、更に、絶縁
を施したり、容器内流体レベルの過渡的増加中、直立管
の適冷状態を確保するために適冷流体の貯蔵容器５２を
設ける等の手段を講することができよう。直立管１６は
、非凝縮性ガスを容器に浮上して逃がすように容器１０
から傾きをもって突出している上側部分５４並びに下側
タップ１４内にフラッシング清浄流を供給するために容
器に向かって傾斜している下側部分５６を有することが
できる。 ［００３４］ 上述のような直立管１６の調整で次のような結果が得ら
れる。即ち、直立管流体に対する所望の高い温度、レベ
ル変動による所望の温度均一性、過渡的レベル変動条件
下での温度の迅速な変動に対する相対的鈍感性、並びに
高い流体レベルにおける直立管レベルと容器レベルとの
間の大きな差の回避という結果が得られる［００３５］ 本発明の装置は、広汎な多様の容器と関連して用いるこ
とができる。例えば、本発明は、図６に示すような内部
導波管６０を有するボイラ５８で使用することができる
。 ［００３６］ 直立管１６の底部にトランスジューサ２４を設置する場
合、下記のような問題が起こり得る。即ち、 １、直立管１６の底部に集積する沈澱物が、音の伝搬に
干渉する。 ［００３７］ ２．トランスジューサ２４における残響（リンギング）
及び（音響ウィンドウとして作用する）導波管１６の底
板が過大な時間に亙り反射信号の受信に干渉する可能性
があり、従って、測定することができる最小レベルが制
限され得る。 ［００３８］ ３、残響効果を軽減するために２個のトランスジューサ
（１つは送信用、１つは受信用）を使用する場合には、
これ等の２つのトランスジューサを直立管１６の端に取
り付けるのが困難となる。また、２つのトランスジュー
サに対し共通に成る程度のウィンドウ残響が生ずる。 ［００３９］ 図７に示した反射路構成によれば、沈澱の開運を回避す
ることもできる。直立管１６の対向側部に、受信用トラ
ンスジューサ６４と反対側で、直立管１６を横切って取
り付けられた送信用トランスジューサ６２を使用するこ
とにより、上述の第２及び第３の問題を回避することが
できる。上記２つのトランスジューサ間には、破線で示
す単一の路が与えられるように、二重の４５度偏向器も
しくは反射器６６が配置される。また、側部に設けられ
た単一のトランスジューサと、単一の４５度反射器とを
用いて、該トランスジューサを送信及び受信兼用トラン
スジューサとして作動させることも可能である。 ［００４０］ （液体中を通らない）金属製の直立管壁内での音響エネ
ルギー伝搬は、管を横切る超音波伝搬を利用する用途に
おいて問題となるように、問題になり得る。しかし、液
体内での反射信号の到達の遅れは大きく、従って、壁を
介して伝搬する小さい音響の存在下でも容易に検出可能
である。更に、壁を伝わる音響という問題を回避するた
めに、トランスジューサを、図８に示すように軸方向に
変位して設けることも可能である。図８において、送信
用トランスジューサ６２と受信用トランスジューサ６４
との間における交差結合を減少する二重の変位した４５
度の反射面を有する反射器６８が用いられている。 ［００４１］ 特開平３−２８９５：２０　（１３） ける、沈澱物の累積という問題を回避する方法を示す。 図９に示す構造は、（熱電対容器に類似した）ウェル形
のハウジング７０を有し、このウェル形ハウジング７０
は、直立管内に突出して、トランスジューサの周囲に、
沈澱物が累積する環状の領域を形成している。この構成
の別の特徴は、トランスジューサのためのスペースを確
保するのに必要であるように、下側の部分の直径を直立
管の主要部分よりも大きく形成できることにある。その
結果束ずる内径の段差は、音速の変化を補償するのに必
要とされる基準ターゲットとして利用することができる
。下側タップの２つの代替的配置が示されており、上側
の位置によれば、トランスジューサは流体により覆われ
た状態に留どまり、それにより冷却され、他方、下側の
位置では、完全なドレン及び沈設物除去が行われる。後
者の効果はまた、既述の傾斜した部分５６（図２）によ
り助成される。 ［００４２］ 高温度使用に意図されている全ての構成において、好適
なトランスジューサ設計は、係合する部分における極め
て平坦な表面及び適度な結合力により良好な音響結合が
行われる乾式結合設計である。平坦度に関する要件は、
低周波数及び音響バースト信号の場合と比較して、高周
波数及び衝撃励起パルス伝搬に対して一層厳しくなる。 液位測定には上記いずれの型の信号をも使用することが
できる。 温度が極端でない場合においても、上記の設計は、結合
剤や液体カプラが使用されないため、交換が容易に可能
であるという利点を有する。 ［００４３］ 液体が充填されている管内部での音の伝搬は、１つの方
向における流体レベルの変動に伴い信号を循環的に増加
又は減少せしめ得る導波管モードをもたらす。 このような変動を平滑化するためには、非円形断面を用
いるのが有用であり得る。例えば、平坦化された管は、
１つの横方向寸法に基づく強いモードを分割する２つの
主たる横方向寸法を有する。これと関連して、管を先細
にするのも有利であろう。 ［００４４］ 図１０に示すような多重基準ターゲット７２及び７４は
、それぞれ、異なった反射パターンを発生する。基準タ
ーゲット７４は２つの異なったエコーを発生し、基準タ
−ゲット７２は３つの異なったエコーを発生する。多重
ターゲットは、直立管の長さに沿う音速の勾配を補償す
るのに用いることができる。 ［００４５］ 図１１に示すような多段連続レベル測定も、特に、大き
い範囲のレベルを測定しなければならない場合に利点を
有する配列の別の例である。この配列によれば、レベル
が下側管部分の頂部に達するまで、レベルは第１のトラ
ンスジューサ６２により下側管部分内で測定される。レ
ベルが更に高くなると、液体は、第２のトランスジュー
サ６４により第２の管部分内で測定される。第２のトラ
ンスジューサ６４が液体を検知するという事実は、レベ
ルが当該点に達したことの明確な表示となる。言い換え
るならば、この構成は、システムをチエツクするための
点レベル検出器として働くことができる。下側の管部分
の頂部からの反射は、レベルが上側の管部分内にある時
に、下側の管部分に亙り平均化された温度の正確な測定
値を与える。多段構成は、２個以上のトランスジューサ
を必要とするが、所望の範囲を包含するために所要数の
管部分を組み合わせたモジュール構造が可能であるとい
う利点を有する。要素６３及び６５は、所与の管部分の
頂部に流体レベルが達したことの明確な表示を与えるよ
うに再帰反射器或はトランスポンダモードで動作する能
動トランスジューサとすることができる。 ［００４６］ 図２９は、１つのユニットとして挿入することができる
底部フランジに取り付けられた反射器７６とターゲット
７８及び８０とからなる組立体を示す。 ［００４７］ 図１３に示しである本発明の別の実施例においては、中
央の管８２が、環状領域８４により囲繞されおり、この
環状領域８４内に、レベルが測定される液体が存在する
。中央領域は、一定量の液体を収容しており、既知の温
度範囲に亙り液体の膨張に対し充分な空間を有する。こ
の構造によれば、測定液体から中央管内部の液体に対し
良好な熱結合が得られる。一連の点レベル測定は、反射
組立体８６を中央の管８２内部に、個々の反射面が、外
側の管の外面に取り付けられている受信トランスジュー
サ８８と対向するように設けることによって実施するこ
とが可能である。 を経て進行して対応の外部トランスジューサに達し、そ
れによりレベルの明確な表示を与え、連続測定でのチエ
ツク及び音速の測定を可能にする。 ［００４８］ また、本発明は、容器内の流体の高さを測定するための
方法であって、容器内と流体連通関係で導波管を設け、
該導波管内部に基準ターゲットを位置付け、超音波信号
を発生し、該超音波信号がターゲットに向かって進行す
ると共に該ターゲットから戻る時間を表す第１のトラン
シット時間を測定し、超音波信号が導波管内の流体の表
面にまで進行し該表面から戻る時間を表す第２のトラン
シット時間を測定し、上記第１及び第２のトランシット
時間から導波管内の流体の高さを計算し、第１のトラン
シット時間から導波管内の流体の密度を求め、そして流
体の密度に基づき流体の計算高さを標準化し、該標準化
された高さが容器内の流体の高さを表すようにする諸ス
テップを含む方法も提案している。 ［００４９］ 以上、本発明の好適な実施例と関連して本発明を説明し
たが、当該技術分野で通常の知識を有する者には多くの
変更及び変形が明らかであろう。従って、本発明は、こ
のような変更及び変形を全て包含することを意図するも
のであると理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 の流体のレベルＨｓとの間における差をグラフで示す図
。

【図２】 本発明の教示に従って構成された温度補償液体レベル測
定装置を有するボイラを示す図。

【図３】

【図４】

【図５】 音速の関数として密度をグラフで示す図。

【図６】 内部直立管を有するボイラの構造を示す図。

【図７】 トランスジューサ、反射器及び直立管の構造形態を示す
図。

【図８】 トランスジューサ、反射器及び直立管の別の構造形態を
示す図。

【図９】 トランスジューサ、反射器及び直立管の更に別の構造形
態を示す図。

【図１０】 トランスジューサ、反射器及び直立管のもう−っ構造形
態を示す図。

【図１月 トランスジューサ、反射器及び直立管の別のもう一つ構
造形態を示す図。 【図１２】 トランスジューサ、反射器及び直立管の別のもう一つ構
造形態を示す図。

【図１３】 トランスジューサ、反射器及び直立管の更に別のもう一
つ構造形態を示す図。

【符号の説明】

１０．５８ １６．６０ ２４．６２．６３．６４．６５．８８ ２６．７２．７４．７８．８０ 容器（ボイラ） 音響導波管（直立管） 超音波トランスジューサ手段 基準ターゲット 導波管内の流体の表面 信号演算処理手段 計時手段（第１の計数器） 計時手段（第２の計数器） 算出手段（第１の回路）

【書類名】

【図１】 図面

【図２】 特開平３−２８９５２０　（１Ｂ）

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】 ↑↑ 執

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器内の流体の高さレベルを表す温度補償
   された測定量を得るための方法であって、 前記容器と流体連通関係で音響導波管を設け、該導波管
   内部に基準ターゲットを配置し、 前記流体内に超音波信号を発生し、 前記超音波信号が前記基準ターゲットに向かって進行し
   該基準ターゲットから戻る時間を表す第１のトランシッ
   ト時間を測定し、前記超音波信号が前記導波管内の流体
   の表面まで進行し該表面から戻る時間を表す第２のトラ
   ンシット時間を測定し、 前記第１及び第２のトランシット時間から前記導波管内
   の流体の高さを算出し、 前記第１のトランシット時間から前記導波管内の流体の
   密度を求め、前記流体の密度に基づき前記流体の算出高
   さを標準化して、該標準化された高さが前記容器内の流
   体の高さレベルを表すようにする、諸ステップを含む流
   体レベル測定方法。
2. 【請求項２】容器内の液体の高さレベルを表す温度補償
   された測定量を得るための装置であって、 前記容器と流体連通関係にある音響導波管と、前記導波
   管内に配置された基準ターゲットと、前記流体内に超音
   波信号を発生するための超音波トランスジューサ手段と
   、前記超音波信号が前記基準ターゲットに向かって進行
   し該基準ターゲットから戻る時間を表す第１のトランシ
   ット時間を測定し且つ前記超音波信号が前記導波管内の
   流体の表面に向かって進行し該表面から戻る時間を表す
   第２のトランシット時間を測定するための計時手段と、 前記第１及び第２のトランシット時間から前部導波管内
   の流体の高さを算出するための算出手段と、 前記第１のトランシット時間から前記導波管内の流体の
   密度を決定し、該流体の密度に基づいて前記流体の算出
   高さを標準化して、該標準化された高さで前記容器内の
   流体の高さレベルを表す密度決定・標準化手段と、を含
   む流体レベル測定装置。