JPH0348124A - Method and apparatus for measuring volume - Google Patents

Method and apparatus for measuring volume

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JPH0348124A
JPH0348124A JP18402689A JP18402689A JPH0348124A JP H0348124 A JPH0348124 A JP H0348124A JP 18402689 A JP18402689 A JP 18402689A JP 18402689 A JP18402689 A JP 18402689A JP H0348124 A JPH0348124 A JP H0348124A
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volume
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circuit
signal
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Yoshijirou Watanabe
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Abstract

PURPOSE:To enhance measuring accuracy by volumetrically changing the internal pressures of main and auxiliary tanks communicating each other at predetermined frequency and measuring the volume of the object to be measured in the main tank on the basis of the correlation value of the detection value of the detection output of a pressure sensor and volume change driving frequency. CONSTITUTION:An oscillator 50 drives a speaker 33 under voltage V0sinomegat and the phase difference phi with the output A1sin(omega+phi) of a microphone 34a is detected by a phase difference detection circuit 51 to output voltage V0sin(omega+phi). When this output is multiplied by A1sin(omega+phi) by a multiplier 53, an integrator 55 starts integration by the first zero cross detection circuit 54 and gammaP0V0 is obtained after a time (t); while -V0sin(wt+phi) is obtained by a reversal circuit 56 and multiplied by the detection value -A2sin(wt+theta) of a microphone 34b by a multiplier 57 and the obtained value is operated on the basis of the output of the second zero cross detection circuit 58 by an integrating circuit 59 to obtain gammaP0V0/V2. Subsequently, V2/V1 is outputted from a divider 40. By this constitution, digital signal processing can be performed and an S/N ratio can be enhanced and measuring accuracy can be also enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、タンク内に収納された被測定物である液体
等の体積(容積)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。
The present invention relates to a volume measuring method and apparatus for measuring the volume of a liquid or the like as an object to be measured stored in a tank.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来のこの種の体積測定方法及びその装置としては、先
行技術として例えば特願平1−278’l)8号に示さ
れるものがあるので、それを第5図乃至第9図に基づい
て説明する。 まず第5図において、原理説明を行なうと、3゜は例え
ば液体、粉体9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30には連結
パイプ32を介して該メインタンク30よりも容積の小
さい補正用タンク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
されてぃる(なお、該通気孔35は設けられてなくても
よい)、上記補正用タンク31の上部には例えばピスト
ン、スピーカ形状(以下これをスピーカと云う)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0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5図のような連結タンクシステムを考える。こ
れは小体積■1の補正用タンク31と、大体積■2のメ
インタンク30とが連結されることによって構成される
。タンク31.30は流量抵抗r、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は流量抵抗
r□である。双方のタンク30.31内の気体の比熱比
をT、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。 スピーカ形状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30゜31内気
圧の加圧又は減圧時にタンク30. 31が歪まないの
で、ピストン、ダイヤフラム、ベローズ等による体積変
化量■。(1)と実際に発生する体積変化量v(L)は
等しい。もしタンク30がフレキシブルな場合、タンク
30.31内気圧の加圧又は減圧時にタンク30が歪む
ので、その拡張又は収縮による体積変化量に応じた分だ
けv(t)は変化する。 v(t)−0のとき、タンク31の中の気体の絶対圧力
、温度9モル数をそれぞれPg 、 Tt+  nl+
またタンク30の中の気体の絶対圧力、温度1モル数を
それぞれPo r Tt、  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30
.31内外に気体が流通するのでタンク31.30内の
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。 v(t)≠0のとき、圧力、温度1モル数も体積変化手
段33の状況に応じて変化し、 タンク31において、 圧力はP、+ΔP+(t)。 温度はT、+ΔT+(t) モル数はn、−Δn+z(t)と変化する。 タンク30においては、 圧力はP0+ΔPg(t)。 温度はT2+ΔT t (t) モル数はn2+Δn+z(t)−Δnz(t)と変化す
る。 Δn+g(t)はタンク31からタンク30に流れた空
気のモル数、Δnz(t)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。 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30.31内気体は理想気体である。 2)v(t)< (V+ 、V! ) 3)タンク30の熱容量は大きく、圧力変化ΔPよ(1
)に伴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(L)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、大きな制約となるものではない。 体積変化量v(t)に対してΔP+(t)、ΔPg(t
)。 ΔT I(t) 、  ΔT2(t)、  Δn+z(
t)、Δnz(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P(1,TI、TI
、n+ 、nzに対して非常に小さく、そのため線形方
程式で近位できる。静的状態においてタンク30.31
内の気体の圧力、温度2モル数の関係は次の代数方程式
で表される。 PoVl = 11RT++  P oVz=nzRT
z      (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1モル数の関係は、次の線形常微分方程式で表され
る。 (1b) ΔP!(t) =RT。 v2 Δn+z(t)−肛Δnz(t) Vz (lc) dΔnz(t)  = t 1h旦’  Δnt(0) =O 2 (le) ΔT、(0)=0 (1f) 流量抵抗r、上式においてはr 1 r  rzはパイ
プ32の長さ!と直径dより次の実験式のように求めら
れる。 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)は体積変化手段330体積
変化1ye(t)の変化に伴うタンク3゜の拡張または
収縮による体積変化量である。 式(1a)〜(11)にラプラス変換を施し、入力v(
t)から出力ΔF+(t)までの伝達関数を求めると次
のようになる。 ΔPI(s)        P。 v(s)     V++Vt+ΔV ””””’ν+
゛Vz)= T (2a) この式は長さ2が50〜650 [mml、直径dが2
.0〜9.0(mml 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、体積変化量v(t)は次のように表される。 v (t) = v o(t)−Δv (t)    
   (lh)ΔV ΔV (t) =v 、 + v2+Δv V・(t)
   (li)係数rtVt/RTz +r+Vz/R
Tz、 r+V+/RT++r+Vz/RT+は、圧力
変化の時定数である。例えばrzVz/RTz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!(S+r、rl
+Vl+Vりは、メインタンク30の容積v2により変
化するが、第6図に示されるkz(S+r++rt+V
++Vz)の周波数特性において、適当な周波数、例え
ば区間Aの4XlO−’〜10−’)lzの周波数を選
ぶことにより近似的に定数と見做せる。 ri <<< rz(rzは空気等の通気孔35の流量
抵抗)で熱時定数τとrz (シ、+Min Vz) 
/ RTz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kg(S+r++rz+V+
+Vz)は次のように近位される。 にz(iω、 rl+ rz+ Vt+ Vz)   
w 1/にz(iω+ r++ rz+ VI+ Vz
) =O(2d)ゆえに、式(2c)の条件を満たす場
合、入力v(t)から出力Δp+(t)までの伝達関数
は、rPoバV、+V。 +ΔV)となる。 なお、体積変化機構33が角周波数ω。で正弦波状に駆
動される場合、 RT、 (−が満たされていれば、パイプr+V、  
  2 π 32が閉塞されている状態と同等と考えられる。 すなわち、 なる。 111L  −」L−一に、 (s、 r、、 v、′
) (2gv(s)   ”  ν2′+ΔV となる。次のような角周波数ωを考える。 であればよい。 (2)次に第7図のような単一タンクシステムを考える
。これは第5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7図のv(t)からΔPg(
t)までの伝達関数は式%式% v、’ =v、+v、としたものであり、次のように例
えば第7図の周波数特性においてAに示す1O−3Hz
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、r2.V、’)は次のよう
に近似される。 k、(iω、rz 、Vl’ )l’=1゜k+  (
iω、  rt 、  V3’ ) ”;0    (
2i)このとき、伝達関数はT P 6/(V2’十Δ
V)となる。 次に上記原理を応用した具体例を第6図に基づいて説明
する。 第6図において33はスピーカ(体積変化手段)であり
、この体HI変化手段によりメインタンク30と補正タ
ンク31が仕切られるように構成されている。さらにそ
のメインタンク30側にはコンデンサマイク34bが設
けられ、また補正タンク31側には上記第1のマイクロ
ホンより感度が低いダイナミックマイクロホン34aが
設けられている。 また、前記スピーカ33は、所定の角周波数ω。 で駆動する。この場合、第7図に示す単一タンクシステ
ムの理論が適用される。 ここで補正タンク31の容積を■3、メインタンク30
内の気体の体積を■2、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■、とする。 補正タンク31の圧力変化ΔP r (t)は式(2h
)を満たす角周波数ω昶を用いると、 ΔP+ (t) −7”  l kl l vostn
(ωHt+φl)V、十ΔV O = 1− v+sfn  ω11t      (3a
)vI十ΔV となる、また、メインタンク30を剛体、すなわちΔV
−Qとし、角周波数ω8が式(2h)を満たすとき、Δ
P r (t)は次のようになる。 ΔP+(t) = r  ’   l k、 l vo
sin(ω、 を十φ2)V。 正タンク31例のΔP+’(t)の振幅を測定すると、
ここで体積変化手段33を、圧力変化が正弦波になるよ
うに駆動した場合の補正タンク31の圧力変化の振幅値
をAI、メインタンク30の圧力変化の振幅値をA2と
すると、これらの振幅値の比は式(3a) 、 (3b
)より これよりv、=lkLlv、−Δ■となり、メイg ンタンク30内に収納された液体の体積■、は、VL 
−Vt  Vz =Vt  [1*、 I V+−Δ■
]くものとする。 次に上記原理に基づく具体的先行技術を説明する。 第9図は、補正タンク31とメインタンク30との間に
スピーカ(体積変化手段)33を置いたもので、また、
メインタンク30と補正タンク31の静圧を等しくする
ため、両タンク30.31間がオリフィス47aを有す
る細いパイプ47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、略完全
に閉じられた系となっているため、スピーカ33の駆動
角周波数ω。がゆっくすした大気圧の変化に比べて非常
に大きく、また通気孔35における流体抵抗が非常に大
きいことにより、スピーカ33の駆動中は通気孔35が
塞がれているように作用するので、タンク30.31内
の気圧はタンク30. 31内外の気圧差による影響を
全く受けない。ここでこのパイプ47の圧力伝達の時定
数は、スピーカ33による補正タンク31内の圧力変化
の時定数よりも十分大きく、またタンク30.31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、スピーカ33を駆動し
、v6sinω。L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および補正タンク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)=vosinωot         (4a
)とすると、補正タンク31の圧力変化ΔP+(t)は
、(4b) となり、上式において角周波数ω。が(2h)を満たす
場合、 となる。ΔPg(t)は次のようになる。 ここで上式において、メインタンク30が剛体で補正タ
ンク31と同様に角周波数ω。が式(2h)を満たす場
合、 ΔP2(t) = 7 fl−v、 sin  ωet
     (4c)’2 となる。 すなわち、スピーカ33によって、メインタンク30と
補正タンク31のそれぞれの体積がV、sinω。Lだ
け角周波数ω。で規則的に変動させられると、メインタ
ンク30内と補正タンク31内のそれぞれの圧力変動は
それぞれのタンク30゜31に取付けられたダイナミッ
クマイクロホン34a1コンデンサマイクロホン34b
によって検出され、メインタンク30内の圧力変動を検
出したコンデンサマイクロホン34b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37bによ
って角周波数ω。の信号成分が抽出され、その後、第2
の振幅検出器39bに供給され、TPovo−が検出さ
れ出力される。また補正タンクシ2 31の圧力変動を検出したダイナミックマイクロホン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70倍されて抽出され、その後節1の振幅検出器3
9aに供給され、γP。 ν0が検出され出力される。その後、第1の振幅検出器
39aからの出力rPoVoは、第2の振幅検出器39
bからの出力、 Povoで割算器40によっ2 で除算され、メインタンク30の空洞部分の体積■2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の全容積vT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の体積
■、が算出される。
As a conventional method and device for measuring volume of this type, there is one shown in Japanese Patent Application No. 1-278'l)8 as a prior art, which will be explained based on FIGS. 5 to 9. do. First, in FIG. 5, to explain the principle, 3° is an irregularly shaped main tank that stores, for example, liquid, nine particles of powder, irregularly shaped objects, etc., and a connecting pipe 32 is connected to this main tank 30. A correction tank 31 having a smaller volume than the main tank 30 is connected via the main tank 30. A small diameter ventilation hole 35 is provided in the upper part of the irregularly shaped main tank 30 (note that the ventilation hole 35 may not be provided), and a small diameter ventilation hole 35 is provided in the upper part of the correction tank 31, for example. A volume changing means (mechanism) 33 such as a piston, a speaker shape (hereinafter referred to as a speaker), etc. is provided, and the volume inside the correction tank 31 can be changed by the operation of this volume changing mechanism 33. 0 or more is the configuration of this embodiment, and the measurement principle using this configuration will be explained next. Measurement principle (1) Consider a connected tank system as shown in Figure 5. This is constructed by connecting a correction tank 31 with a small volume (1) and a main tank 30 with a large volume (2). The tanks 31, 30 are connected by pipes 32 with a flow resistance r, and the vents 35 of the tanks 30 have a flow resistance r□. Let T 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. Piston, diaphragm, bellows in tank 31. Attaching a volume change mechanism 33 using a speaker shape, etc.
Let v(t) be the amount of volume change actually generated by this volume change mechanism 33. When the tank 30.31 is a rigid body, when the internal pressure of the tank 30.31 is increased or decreased, the tank 30.31 is a rigid body. Since 31 is not distorted, volume change due to piston, diaphragm, bellows, etc.■. (1) and the amount of volume change v(L) that actually occurs are equal. If the tank 30 is flexible, the tank 30 will be distorted when the internal pressure of the tank 30.31 is increased or decreased, and therefore v(t) will change by an amount corresponding to the volume change due to expansion or contraction. When v(t)-0, the absolute pressure and temperature of the gas in the tank 31 are Pg and Tt+nl+, respectively.
Further, the absolute pressure and temperature of the gas in the tank 30 are expressed as Por Tt and nz, respectively. If the measurement environment does not change significantly, the tank 30 is
.. Since gas flows inside and outside the tank 31, the absolute pressure P0 inside the tank 31.30 is equal to the outside pressure, and its change is very slow and equal to the outside pressure. When v(t)≠0, the pressure and temperature also change according to the situation of the volume change means 33, and in the tank 31, the pressure is P, +ΔP+(t). The temperature changes as T, +ΔT+(t), and the number of moles changes as n, −Δn+z(t). In the tank 30, the pressure is P0+ΔPg(t). The temperature changes as T2+ΔT t (t) and the number of moles changes as n2+Δn+z(t)−Δnz(t). Δn+g(t) is the number of moles of air flowing from the tank 31 to the tank 30, and Δnz(t) is the number of moles of air flowing from the tank 30 to the vent hole 35.
is the number of moles of air that leaks to the outside through the We now make the following assumptions about this system. 1) The gas in tanks 30 and 31 is an ideal gas. 2) v(t) < (V+, V!) 3) The heat capacity of the tank 30 is large, and the pressure change ΔP is (1
) The change in temperature inside the tank due to this change is very slow compared to the speed of change in volume change v(t) and can be ignored. 4) The rate of change of the volume change amount v(L) is such that the pressure that changes accordingly is the same throughout the tank 30, 31. 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. The above assumptions are not a major constraint. ΔP+(t), ΔPg(t
). ΔT I(t), ΔT2(t), Δn+z(
t), Δnz(t) is originally expressed by a nonlinear equation, but based on assumption 2), the magnitude is P(1, TI, TI
, n+ , are very small with respect to nz and can therefore be approximated by a linear equation. Tank 30.31 in static condition
The relationship between the pressure, temperature, and number of moles of the gas inside is expressed by the following algebraic equation. PoVl = 11RT++ PoVz=nzRT
z (la) Also assumptions 1), 3), 4), 5
), the pressure of the gas in the tank 30.31 in the dynamic state. The relationship between temperature and number of moles is expressed by the following linear ordinary differential equation. (1b) ΔP! (t) = RT. v2 Δn+z(t) - Anal Δnz(t) Vz (lc) dΔnz(t) = t 1hdan' Δnt(0) =O 2 (le) ΔT, (0)=0 (1f) Flow resistance r, above formula In , r 1 r rz is the length of the pipe 32! and the diameter d, it can be obtained from the following empirical formula. ΔV is a tank-specific constant determined from the material, shape, volume, etc. of the tank, and Δv(t) is the volume change amount due to expansion or contraction of the tank 3° due to a change in the volume change means 330 volume change 1ye(t). be. Applying Laplace transform to equations (1a) to (11), input v(
The transfer function from t) to the output ΔF+(t) is determined as follows. ΔPI(s) P. v(s) V++Vt+ΔV ””””’ν+
゛Vz)=T (2a) This formula is calculated when length 2 is 50 to 650 [mml, diameter d is 2
.. It was experimentally determined using an aluminum pipe of 0 to 9.0 mml. Also, the volume change amount v(t) is expressed as follows: v (t) = vo(t )−Δv(t)
(lh) ΔV ΔV (t) =v, + v2+Δv V・(t)
(li) Coefficient rtVt/RTz +r+Vz/R
Tz, r+V+/RT++r+Vz/RT+ is the time constant of pressure change. For example, rzVz/RTz 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. To the correction factor! (S+r, rl
+Vl+V varies depending on the volume v2 of the main tank 30, but kz(S+r++rt+V
In the frequency characteristic of ++Vz), by selecting an appropriate frequency, for example, the frequency of 4XlO-' to 10-')lz in section A, it can be approximately regarded as a constant. ri <<< rz (rz is the flow resistance of the air vent 35) and the thermal time constant τ and rz (Si, +Min Vz)
/ If RTz has a similar value, the following angular frequencies exist. (2c) Under this condition, the correction coefficient kg(S+r++rz+V+
+Vz) is approximated as follows. z(iω, rl+ rz+ Vt+ Vz)
w 1/ to z(iω+ r++ rz+ VI+ Vz
)=O(2d) Therefore, when the condition of equation (2c) is satisfied, the transfer function from the input v(t) to the output Δp+(t) is rPoV,+V. +ΔV). Note that the volume change mechanism 33 has an angular frequency ω. When driven sinusoidally by RT, (if − is satisfied, the pipe r+V,
This is considered to be equivalent to a state in which 2 π 32 is occluded. In other words, it becomes. 111L-"L-1, (s, r,, v,'
) (2gv(s) ” ν2′+ΔV. Consider the following angular frequency ω. It is sufficient. (2) Next, consider a single tank system as shown in Figure 7. This is the fifth This corresponds to a case in which the cross-sectional area of the pipe 32 connecting the tanks 31 and 30 in the figure is made very large, and the value of the flow resistance r of the pipe 32 becomes very small. From v(t) in the figure to ΔPg(
The transfer function up to t) is based on the formula %v,' =v, +v, and is as follows, for example, 1O-3Hz shown in A in the frequency characteristics of Fig. 7.
This is the frequency above. By setting such a frequency, the correction coefficient +(iω, r2.V,') can be approximated as follows. k, (iω, rz, Vl')l'=1°k+ (
iω, rt, V3') ”;0 (
2i) At this time, the transfer function is T P 6/(V2'+Δ
V). Next, a specific example to which the above principle is applied will be explained based on FIG. 6. In FIG. 6, 33 is a speaker (volume changing means), and the main tank 30 and the correction tank 31 are partitioned by this body HI changing means. Further, a condenser microphone 34b is provided on the main tank 30 side, and a dynamic microphone 34a having lower sensitivity than the first microphone is provided on the correction tank 31 side. Further, the speaker 33 has a predetermined angular frequency ω. Drive with. In this case, the single tank system theory shown in FIG. 7 applies. Here, the volume of the correction tank 31 is ■3, and the volume of the main tank 30 is
The volume of the gas in the tank is 2, the volume of the liquid in the main tank 30 is 2, and the sum of the volumes of the correction tank 31 and the main tank 30 is 2. The pressure change ΔP r (t) in the correction tank 31 is expressed by the formula (2h
), then ΔP+ (t) −7” l kl l vostn
(ωHt+φl)V, 1ΔV O = 1− v+sfn ω11t (3a
)vI+ΔV, and the main tank 30 is a rigid body, that is, ΔV
−Q, and when the angular frequency ω8 satisfies equation (2h), Δ
P r (t) is as follows. ΔP+(t) = r' l k, l vo
sin(ω, 1φ2)V. When measuring the amplitude of ΔP+'(t) for 31 positive tanks,
Here, when the volume change means 33 is driven so that the pressure change becomes a sine wave, the amplitude value of the pressure change in the correction tank 31 is defined as AI, and the amplitude value of the pressure change in the main tank 30 is defined as A2. The ratio of values is expressed by equations (3a) and (3b
) From this, v, = lkLlv, -Δ■, and the volume ■, of the liquid stored in the main tank 30 is VL
-Vt Vz =Vt [1*, I V+-Δ■
] To be a spider. Next, specific prior art based on the above principle will be explained. In FIG. 9, a speaker (volume changing means) 33 is placed between the correction tank 31 and the main tank 30, and
In order to equalize the static pressure in the main tank 30 and correction tank 31, both tanks 30 and 31 are connected by a thin pipe 47 having an orifice 47a, so that the main tank 30 and correction tank 31 are not affected by atmospheric pressure. Since the system is almost completely closed, the driving angular frequency ω of the speaker 33 is. is very large compared to the slow change in atmospheric pressure, and the fluid resistance in the vent hole 35 is very large, so that the vent hole 35 acts as if it were blocked while the speaker 33 is being driven. The atmospheric pressure inside tank 30.31 is equal to tank 30.31. 31 It is completely unaffected by the difference in air pressure inside and outside. Here, the time constant of the pressure transmission through the pipe 47 is sufficiently larger than the time constant of the pressure change in the compensation tank 31 due to the speaker 33, and the time constant of the pressure change in the atmospheric pressure outside the tank 30, 31, that is, the absolute pressure. This is based on the assumption that the speaker 33 is sufficiently smaller than v6sinω. When a volume change as shown by a function of L is given to the correction tank 31 and the main tank 30, that is, the principle of a single tank system is applied to both the main tank 30 and the correction tank 31. Therefore, V(t)=vosinωot (4a
), the pressure change ΔP+(t) of the correction tank 31 is (4b), and the angular frequency ω in the above equation. If satisfies (2h), then ΔPg(t) is as follows. Here, in the above equation, the main tank 30 is a rigid body and, like the correction tank 31, has an angular frequency ω. If satisfies formula (2h), ΔP2(t) = 7 fl-v, sin ωet
(4c) '2. That is, the volume of each of the main tank 30 and the correction tank 31 is set to V, sinω by the speaker 33. L is the angular frequency ω. When the pressure is varied regularly in the main tank 30 and the correction tank 31, the pressure fluctuations in the main tank 30 and the correction tank 31 are compensated by the dynamic microphone 34a1 and the condenser microphone 34b attached to the respective tanks 30 and 31.
The output of the condenser microphone 34b that has detected the pressure fluctuation in the main tank 30 has a gain of 1 and a center angular frequency ω. The angular frequency ω is set by the bandpass filter 37b. signal components are extracted, and then the second
is supplied to the amplitude detector 39b, where TPovo- is detected and output. In addition, the dynamic microphone 3 that detected the pressure fluctuation of the correction tank 2 31
The output of 4a has a gain ■1 and a center angular frequency ω. The angular frequency ω is set by the bandpass filter 37a. Only the signal component of is extracted by multiplying by 70, and then the amplitude detector 3
9a and γP. ν0 is detected and output. Thereafter, the output rPoVo from the first amplitude detector 39a is transmitted to the second amplitude detector 39a.
The output from b is divided by Povo by 2 by the divider 40 to calculate the volume 2 of the hollow part of the main tank 30, and the calculation result is supplied to the subtracter 41 and the set main tank subtracted from the total volume vT of 30,
As a result, the volume of the liquid contained in the main tank 30 is calculated.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の体積測定方法及びその
装置にあっては、スピーカ33よりの電気信号のうちか
らノイズ分を除去するバンドパスフィルタ36.37や
バンドパスフィルタ36゜37の出力振幅値を検出する
振幅検出器38. 39などによりマイクロホン34a
、34bが検出した信号をアナログ処理する構成であっ
たため、回路を集積化しにくいという問題点があり、ま
た信号に低周波数範囲で大きなノイズ重畳されるので、
バンドパスフィルタ36.37を構成するキャパシタの
容量が大きくなり、回路規模が大きくなる。 そのため、回路をコンパクトに抑えるとノイズに対して
追従できないという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、回路を集積化し易くすると共に、ノイズに対
して追従できるようにした体積測定方法及びその装置を
提供することを目的とする。
However, in such conventional volume measurement methods and devices, the output amplitude value of the bandpass filters 36, 37 and 36, 37, which remove noise from the electrical signal from the speaker 33, is Amplitude detector 38 to detect. Microphone 34a by 39 etc.
, 34b was configured to perform analog processing on the detected signal, so there was a problem that it was difficult to integrate the circuit, and since a large amount of noise was superimposed on the signal in the low frequency range,
The capacitance of the capacitors constituting the bandpass filters 36 and 37 increases, and the circuit scale increases. Therefore, there was a problem that if the circuit was kept compact, it could not follow noise. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a volume measuring method and device that facilitates circuit integration and can track noise. .

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

第1請求項に係る体積測定方法は連通して設けられたメ
インタンクと補正タンクとのそれぞれの内圧を体積変化
手段を用いて所定周波数で変化して得られる検出出力と
上記体積変化手段を駆動する信号とで自己相関をとり、
その相関値に基づいて上記メインタンク内に収納されて
いる被測定物の体積を測定するようにしたものである。 第2請求項に係る体積測定装置は連通して設けられたメ
インタンクと補正タンクとのそれぞれの内圧を所定周波
数で変化させる体積変化手段と、この体積変化手段によ
る圧力変化を検出した検出出力と上記体積変化手段を駆
動する所定周波数の駆動信号との間で相関を計算する自
己相関手段と、この自己相関手段で得られた相関値に基
づいて上記メインタンク内に収納された被測定物の体積
を測定する被測定物算出手段とで構成されたものである
The volume measuring method according to the first claim is characterized in that the volume changing means is driven by a detection output obtained by changing the internal pressures of a main tank and a correction tank that are connected to each other at a predetermined frequency using a volume changing means. Take the autocorrelation with the signal
The volume of the object to be measured stored in the main tank is measured based on the correlation value. The volume measuring device according to the second aspect includes a volume changing means for changing the internal pressure of each of a main tank and a correction tank which are provided in communication with each other at a predetermined frequency, and a detection output for detecting a pressure change by the volume changing means. an autocorrelation means for calculating a correlation between a drive signal of a predetermined frequency that drives the volume change means, and an object to be measured stored in the main tank based on the correlation value obtained by the autocorrelation means. It is composed of a measuring object calculating means for measuring the volume.

【作用】[Effect]

第1請求項における体積測定方法は連通して設けられた
メインタンクと補正タンクとのそれぞれの内圧を体積変
化手段で変化させ、それに伴う圧力変化を検出した検出
出力と上記体積変化手段を駆動する駆動信号とで相関を
計算するようにしたものである。 第2請求項における体積測定装置は連通して設けられた
メインタンクと補正タンクとのそれぞれの内圧を変化さ
せて両タンクの圧力変化を検出シこの検出出力と体積変
化手段を駆動する駆動信号との相関を自己相関手段で求
めるようにしたものである。
The volume measuring method in the first claim changes the internal pressure of each of a main tank and a correction tank that are provided in communication with each other by a volume changing means, and drives the volume changing means with a detection output that detects the accompanying pressure change. The correlation with the drive signal is calculated. The volume measuring device according to the second aspect changes the internal pressures of the main tank and the correction tank, which are provided in communication with each other, and detects pressure changes in both tanks. The correlation between the two is determined by autocorrelation means.

【実施例】【Example】

以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明する。第1
図はこの発明の第1実施例を示す回路図で、第1図にお
いて第9図と同一または均等な構成部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。 図において、50は、信号V。sinωtを出力する発
振器で、体積変化手段であるスピーカ33を駆動する。 51は位相差検出回路で、発振器50からの出力信号V
、sinωtと第1のマイクロホン34aから出力され
る検出信号A、sin (ωt+φ)との間の位相差φ
を検出する。52は位相合せ回路で、発振器50の出力
信号V、sinωtを位相差検出回路51よりの検出出
力の位相差φに第1のマイクロホン34aの出力の位相
を合せる。53は第1の乗算器で、第1のマイクロホン
34aの検出出力^、sin (ωt+φ)と位相差合
せ回路52の出力Vos4n(ωt+φ)とを掛は合せ
る。54は第1ゼロクロス検出回路で、第1のマイクロ
ホン34aの出力Al5in(ωL+φ)のある時点で
のゼロクロスで積分開始信号を出力し、それからn回目
の所定時間(1)後のゼロクロスで積分終了信号を出力
する。55は第1の乗算器53がらの出力を第1ゼロク
ロス検出回路54よりの積分開始信号と積分終了信号と
に基づいて積分してrPoν。を、出力する第1の積分
器で、この第1の積分器55は積分終了信号が来るまで
その積分出力はでない。 56は位相合せ回路52よりの出力を反転させる反転回
路、57は第2の乗算器で、第1の乗算器53と同一機
能を存する。58は第2ゼロクロス検出回路で、第1ゼ
ロクロス検出回路54と同一機能を有する。59は第2
の積分器で、第1の積分器55と同一機能を有し、第2
ゼロクロス検出回路54から積分終了信号が供給される
と積分を次に動作について説明する。 発振器50はV6sinωtで示される出力信号をスピ
ー力33に供給してスピーカ33を駆動する。 発振器50の出力V。sinωtを基準として第1のマ
イクロホン34aよりの検出出力A+sin (ωt+
φ)との間の位相差φを位相差検出回路51により検出
し、その検出された位相差φに基づいて発振器50から
の出力V、sinωtの位相を修正してV、5in(ω
t+φ)を出力する。この修正された信号ν。5in(
ωt+φ)は第1の乗算器53で第1のマイクロホン3
4aからの検出信号Al5in (ωt+φ)と掛は合
わされて^1sin (ωt+φ)・vosin(ω
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings. 1st
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same or equivalent components as in FIG. 9 are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. In the figure, 50 is a signal V. An oscillator that outputs sinωt drives a speaker 33, which is a volume changing means. 51 is a phase difference detection circuit, which receives the output signal V from the oscillator 50.
, sinωt and the detection signal A, sin (ωt+φ) output from the first microphone 34a.
Detect. A phase matching circuit 52 matches the output signal V, sin ωt of the oscillator 50 to the phase difference φ of the detection output from the phase difference detection circuit 51, and the phase of the output of the first microphone 34a. 53 is a first multiplier that multiplies the detection output ^, sin (ωt+φ) of the first microphone 34a and the output Vos4n (ωt+φ) of the phase difference matching circuit 52. Reference numeral 54 denotes a first zero cross detection circuit, which outputs an integration start signal at a certain zero cross of the output Al5in (ωL+φ) of the first microphone 34a, and outputs an integration end signal at a zero cross after the nth predetermined time (1). Output. 55 integrates the output from the first multiplier 53 based on the integration start signal and integration end signal from the first zero cross detection circuit 54 to obtain rPoν. The first integrator 55 outputs no integral output until an integral end signal is received. 56 is an inversion circuit that inverts the output from the phase matching circuit 52, and 57 is a second multiplier, which has the same function as the first multiplier 53. Reference numeral 58 denotes a second zero-cross detection circuit, which has the same function as the first zero-cross detection circuit 54. 59 is the second
This integrator has the same function as the first integrator 55, and the second integrator 55 has the same function as the first integrator 55.
The operation of integrating when the integration end signal is supplied from the zero cross detection circuit 54 will be described next. The oscillator 50 supplies an output signal represented by V6sinωt to the speaker power 33 to drive the speaker 33. Output V of oscillator 50. The detection output from the first microphone 34a is A+sin (ωt+
The phase difference φ between the output V and
t+φ). This modified signal ν. 5in(
ωt+φ) is the first multiplier 53 and the first microphone 3
The detection signal Al5in (ωt+φ) from 4a is combined with ^1sin (ωt+φ)・vosin(ω


+φ)を得る。そして、第1の積分器55に供給されて
第1ゼロクロス検出回路54よりの積分開始信号に基づ
いて積分を開始し、それから所定時間(1)後の第1ゼ
ロクロス検出回路54よりの積分終了信号に基づいて積
分を終了し2、その間の積分値 S二重、5in(ωt
+φ)・ν。5in(ωt+φ) dt、すなわちT 
P6V6を得る。 一方、位相合せ回路52の出力V、5in(ωt1φ)
は反転回路56で反転されてその出力−v6sin(ω
t+φ)が第2のマイクロホン34bよりの検出信号−
A+5in(ωt+−θ)と第2の乗算器57で掛は合
わされてAzsin  (ωt+θ)  V6Sln(
OJt十φ)を得る。そして、第2の積分器59に供給
されて第2ゼロクロス検出回路58よりの積分開始信号
に基づいて積分を開始し、それから所定時間(1)後の
積分終了信号に基づいて積分を終了し、5’、、 A2
5in ((+) t+θ)・ν、sir*(ωt  
+φ)dt、次に、第2図に示す第2実施例について説
明する。上記第1実施例ではタンクの形状・大きさ等の
条件が任意に与えられる場合を説明したフ1!、第2実
施例はタンクの形状・大きさ等の条件が予め判明してい
る場合を示すもので1.タンクの形状・大きさが決まれ
ば、実験的に位相差が求められるので、その求められた
値を位相差設定回路60に設定しておくことにより位相
差検出回路に代えて使用できる。 次に、第3図に示す第3実施例について説明する。 図において、61は信号ν。sjnω、tを出力する第
1の発振器で、この第1の発振器61は出力信号V 6
 S i nωLtでスピーカ33を駆動し、メインタ
ンク30および補正タンク31の全体の圧力を変動せし
める。62は信号V6sinωHtを出力する第2の発
振器で、この第2の発振器62は出力信号Vosinω
Htでスピーカ33を駆動し、補正タンク31の圧力を
変動せしめる。63は第1の発振器6Iよりの出力ある
いは第2の発振器62よりの出力のいずれかをスピーカ
33に供給する第1切換スイツチで、この第1切換スイ
ツチ63はタイマ64により所定時間毎に接続を切換え
る。65はマイクロホンで、第1の発振器61及び第2
の発振器62の夫々の出力でスピーカ33が駆動された
場合のタンク内の圧力変動を検出する。66は第1切換
スイツチ63が第3図に実線で示す状態にあるときマイ
クロホン65から出力される信号A+5in(ωi+φ
)と位相合せ回路52よりの第2の発振器62の発振出
力に基づいた信号V。5in(ω、L+φ)との積を出
力する補正タンク用乗算器、67は切換スイッチ63が
第3図に点線で示す状態にあるときマイクロホン65か
ら出力されるAl5in(ωi+φ)と位相合せ回路5
2よりの第1の発振器61の発振出力に基づいた信号v
0sin(ω、t+φ)との積を出力する全体タンク用
乗算器、6日は第1切換スイツチ63に連動して位相合
せ回路52よりの出力を切換えて出力する第2切換スイ
ツチ、69は補正タンク用乗算器66よりの出力A+5
in(ωHt+φ) XVosin(ωHt+φ)を第
1ゼロクロス検出回路54よりの積分開始信号と積分終
了信号とに基づいて積分する補正タンク用積分器で、こ
の補正タンク用積分器69は積分終了信号がくるまでは
出力は停止する。また、双方の積分器69.70は次の
積分開始信号がくるまでは積分値をラッチするラッチ回
路を有する。 70は補正タンク用積分器69とほぼ同一機能を有する
全体タンク用積分器である。 第4図はこの発明の第4実施例を示すもので、この第4
実施例は第1実施例の発振器50をM系列信号発生回路
71に代えたもので、このM系列信号発注回路を備えた
第4実施例を以下に説明する。 M系列信号発生回路71は、例えば10Hzのクロック
信号で駆動される3段のシフトレジスタ及びエキスクル
ーシブオア回路を有し、スピーカ33をON、OFF駆
動する信号(第5図(a))を出力する。72は第1位
相合せ回路で、M系列信号発生回路71から出力される
M系列信号の位相を、後述の第1積分回路77の出力が
最大になるように調整して、出力する(第5図■))。 73は第2位相合せ回路で、第1位相合せ回路72と同
一機能を有し、後述第2積分回路78の出力が最大にな
るようにM系列信号の位相を調整して出力する。74は
第1乗算器で、第1のマイクロホン34aからの検出信
号と第1位相合せ回路72からの出力信号とを乗算して
出力する(第5図(d))。 すなわち、第1位相合せ回路72の出力がHレベルのと
き+1を第1のマイクロホン34aの出力に対して乗算
し、Lレベルのとき−1を乗算する。 75は第2乗算器で、第2のマイクロホン34bからの
検出信号と、反転回路76を介した第1位相合せ回路7
2からの出力信号とを第1乗算器74の如く乗算して出
力する。77はコンデンサCと抵抗Rとを有する第1積
分回路で、第1乗算器74からの出力を積分して出力す
る(第5図(e))。78も第1積分回路77と同一の
ものである。79はゲイン■1の増幅器である。 次に上記構成の作用を説明する。 いま、M系列信号発生回路71から出力される信号(第
5図(a))の周波数を低周波に設定すると、第1のマ
イクロホン34aで検出される信号は第5図(C)で示
されるように(a)の波形に対して所定量の位相ずれを
有し、かつその波形は微分状になり、出力される。また
M系列信号発生回路71から出力される信号(第5図(
a))は、第1位相合せ回路72で第1積分回路77の
出力が最大になるように位相のずれ量が調整されて(第
5図(b)L第1乗算器74に供給され、第5図(d)
に示される波形が出力される。この第1乗算器74の出
力は、第1積分回路77で積分され、平均化されること
によってノイズもなくなった積分信号 γムとし■1 て出力される(第5図(e))。 一方、第2のマイクロホン74bの検出出力も上記の如
く信号処理され、その結果第2積分回路される。そこで
、ゲイン■1の増幅器79で増幅するとその出力はメイ
ンタンク30の空胴部分の容積に等しい値となる。 なお、上記各実施例において、同一構成のものには同一
符号を付してその説明を省略する。 【発明の効果】 以上説明したようにこの発明によればその構成を連通し
て設けられたメインタンクと補正用タンクとのそれぞれ
の内圧を所定周波数で駆動される体積変化手段を用いて
変化させ、この圧力変化を圧力センサで検出し、この圧
力センサの検出出力と上記体積変化手段を駆動する信号
とで相関をとり、次いでその相関値に基づいて上記メイ
ンタンク内に収納された被測定物の体積を測定する体積
測定方法としたため、デジタル的な信号処理ができ、よ
ってソフトウェアで対応できるようになると共に、回路
規模を小型化でき、S/Nを向上できるので、測定精度
を上げることができるなどの効果が得られる。
[
+φ) is obtained. Then, it is supplied to the first integrator 55 to start integration based on the integration start signal from the first zero cross detection circuit 54, and after a predetermined time (1), an integration end signal is sent from the first zero cross detection circuit 54. The integration is finished based on 2, and the integral value during that time is S double, 5in (ωt
+φ)・ν. 5in(ωt+φ) dt, that is, T
Obtain P6V6. On the other hand, the output V of the phase matching circuit 52 is 5 inches (ωt1φ)
is inverted by the inverting circuit 56 and its output −v6sin(ω
t+φ) is the detection signal from the second microphone 34b -
A+5in(ωt+-θ) is multiplied by the second multiplier 57 to give Azsin (ωt+θ) V6Sln(
OJt 1φ) is obtained. Then, it is supplied to the second integrator 59 and starts integration based on the integration start signal from the second zero cross detection circuit 58, and then ends the integration based on the integration end signal after a predetermined time (1), 5',, A2
5in ((+) t+θ)・ν, sir*(ωt
+φ)dt Next, a second embodiment shown in FIG. 2 will be described. In the first embodiment described above, the case where conditions such as the shape and size of the tank are arbitrarily given is explained. 1. The second embodiment shows a case where conditions such as the shape and size of the tank are known in advance. Once the shape and size of the tank are determined, the phase difference can be determined experimentally, and by setting the determined value in the phase difference setting circuit 60, it can be used in place of the phase difference detection circuit. Next, a third embodiment shown in FIG. 3 will be described. In the figure, 61 is a signal ν. sjnω,t, this first oscillator 61 outputs an output signal V 6
The speaker 33 is driven by S inωLt, and the overall pressure of the main tank 30 and the correction tank 31 is varied. 62 is a second oscillator that outputs the signal V6sinωHt, and this second oscillator 62 outputs the output signal Vosinω
The speaker 33 is driven with Ht to vary the pressure in the correction tank 31. 63 is a first changeover switch that supplies either the output from the first oscillator 6I or the output from the second oscillator 62 to the speaker 33, and this first changeover switch 63 is connected at predetermined time intervals by a timer 64. Switch. 65 is a microphone, the first oscillator 61 and the second oscillator
The pressure fluctuation inside the tank when the speaker 33 is driven by the output of each oscillator 62 is detected. 66 is a signal A+5in(ωi+φ
) and a signal V based on the oscillation output of the second oscillator 62 from the phase matching circuit 52. A correction tank multiplier 67 outputs the product of Al5in(ω, L+φ) and the phase matching circuit 5 which outputs Al5in(ωi+φ) from the microphone 65 when the changeover switch 63 is in the state shown by the dotted line in FIG.
The signal v based on the oscillation output of the first oscillator 61 from 2
A multiplier for the entire tank outputs the product of 0sin(ω, t+φ), a second switch 69 switches the output from the phase matching circuit 52 in conjunction with the first switch 63, and outputs the output, and a correction switch 69 Output A+5 from tank multiplier 66
in(ωHt+φ) This is a correction tank integrator that integrates XVosin(ωHt+φ) based on the integration start signal and integration end signal from the first zero cross detection circuit 54. Then the output will stop. Furthermore, both integrators 69 and 70 have a latch circuit that latches the integrated value until the next integration start signal arrives. Reference numeral 70 denotes an integrator for the whole tank which has almost the same function as the integrator 69 for the correction tank. FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the oscillator 50 of the first embodiment is replaced with an M-series signal generation circuit 71, and a fourth embodiment equipped with this M-series signal ordering circuit will be described below. The M-series signal generation circuit 71 has a three-stage shift register and an exclusive OR circuit driven by, for example, a 10 Hz clock signal, and generates a signal (FIG. 5(a)) for driving the speaker 33 ON and OFF. Output. 72 is a first phase matching circuit that adjusts the phase of the M-sequence signal outputted from the M-sequence signal generation circuit 71 so that the output of the first integrating circuit 77, which will be described later, is maximized and outputs it (the fifth Figure ■)). A second phase matching circuit 73 has the same function as the first phase matching circuit 72, and adjusts and outputs the phase of the M-sequence signal so that the output of a second integrating circuit 78, which will be described later, is maximized. A first multiplier 74 multiplies the detection signal from the first microphone 34a and the output signal from the first phase matching circuit 72 and outputs the result (FIG. 5(d)). That is, when the output of the first phase matching circuit 72 is at H level, the output of the first microphone 34a is multiplied by +1, and when it is at L level, it is multiplied by -1. 75 is a second multiplier, which outputs the detection signal from the second microphone 34b and the first phase matching circuit 7 via an inversion circuit 76.
The first multiplier 74 multiplies the output signal from the second multiplier 2 with the output signal from the first multiplier 74 and outputs the result. 77 is a first integrating circuit having a capacitor C and a resistor R, which integrates the output from the first multiplier 74 and outputs it (FIG. 5(e)). 78 is also the same as the first integrating circuit 77. 79 is an amplifier with a gain of 1. Next, the operation of the above configuration will be explained. Now, if the frequency of the signal output from the M-sequence signal generation circuit 71 (FIG. 5(a)) is set to a low frequency, the signal detected by the first microphone 34a is shown in FIG. 5(C). The waveform has a predetermined amount of phase shift with respect to the waveform of (a), and the waveform is in a differential form and is output. In addition, the signal output from the M-sequence signal generation circuit 71 (see FIG.
In a)), the phase shift amount is adjusted by the first phase matching circuit 72 so that the output of the first integrating circuit 77 is maximized (FIG. 5(b)) and is supplied to the L first multiplier 74, Figure 5(d)
The waveform shown in is output. The output of the first multiplier 74 is integrated and averaged by the first integration circuit 77, and is output as an integrated signal γm without noise (FIG. 5(e)). On the other hand, the detection output of the second microphone 74b is also subjected to signal processing as described above, and as a result is sent to the second integrating circuit. Therefore, when the signal is amplified by the amplifier 79 with a gain of 1, the output becomes equal to the volume of the cavity of the main tank 30. In each of the above-mentioned embodiments, the same components are given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the internal pressures of the main tank and the correction tank, which are provided in communication with each other, are changed using volume changing means driven at a predetermined frequency. , this pressure change is detected by a pressure sensor, the detection output of this pressure sensor is correlated with the signal that drives the volume change means, and then, based on the correlation value, the measurement target stored in the main tank is Since the volume measurement method measures the volume of the sample, it is possible to perform digital signal processing, which makes it possible to handle it with software, as well as to reduce the circuit size and improve the S/N, thereby increasing measurement accuracy. You can get effects such as:

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

第1図はこの発明に係る体積測定方法及びその装置の第
1実施例を示す回路ブロック説明図、第2図はこの発明
の第2実施例を示す回路プロ・ンク説明図、第3図はこ
の発明の第3実施例を示す回路ブロック説明図、第4図
はこの発明の第4実施例を示す回路ブロック説明図、第
5図は第4図を説明するためのタイムチャート図、第6
図は先行技術の原理説明図、第7図は第6図において体
積変化手段の駆動周波数とタンク内の被測定物体積とを
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8図は先行技術を説明するための原理説明図
、第9図は第8図において体積変化手段の駆動周波数と
メインタンク内の被測定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10図は
先行技術の具体的システム説明図である。 30:メインタンク    31:補正タンク33:ス
ピーカ(体積変化手段)50:発振器51:位相差検出
回路   52:位相合せ回路53:第1の乗算器 54:第1ゼロクロス検出回路 55:第1の積分器    57:第2の乗算器58:
第2ゼロクロス検出器 59:第2の積分器
FIG. 1 is a circuit block explanatory diagram showing a first embodiment of the volume measuring method and device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit block explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a circuit block explanatory diagram showing a third embodiment of the invention, FIG. 4 is a circuit block explanatory diagram showing a fourth embodiment of the invention, FIG. 5 is a time chart diagram for explaining FIG.
The figure is an explanatory diagram of the principle of the prior art, and Figure 7 is a characteristic showing a change state of 2 in the coefficient of the transfer function when the driving frequency of the volume changing means and the volume of the object to be measured in the tank are changed in Figure 6. Figure 8 is a principle explanatory diagram for explaining the prior art, and Figure 9 shows the transfer function when the drive frequency of the volume changing means and the volume of the object to be measured in the main tank are changed in Figure 8. FIG. 10 is a characteristic diagram showing a state where the coefficient changes by 1, and is a diagram illustrating a specific system of the prior art. 30: Main tank 31: Correction tank 33: Speaker (volume change means) 50: Oscillator 51: Phase difference detection circuit 52: Phase matching circuit 53: First multiplier 54: First zero cross detection circuit 55: First integration Multiplier 57: Second multiplier 58:
Second zero cross detector 59: second integrator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)連通して設けられたメインタンクと補正用タンク
とのそれぞれの内圧を所定周波数で駆動される体積変化
手段を用いて変化させ、この圧力変化を圧力センサで検
出し、この圧力センサの検出出力と上記体積変化手段を
駆動する信号とで相関をとり、次いでその相関値に基づ
いて上記メインタンク内に収納された被測定物の体積を
測定する体積測定方法。
(1) Change the internal pressure of each of the main tank and correction tank, which are provided in communication, using volume change means driven at a predetermined frequency, detect this pressure change with a pressure sensor, and A volume measuring method in which a correlation is established between a detection output and a signal for driving the volume changing means, and then the volume of an object to be measured stored in the main tank is measured based on the correlation value.
(2)被測定物を収納するメインタンクと、このメイン
タンクに連通して設けられた補正用タンクと、これら両
タンクのそれぞれの内圧を所定周波数で変化させる体積
変化手段と、この体積変化手段による圧力変化を検出し
て得た検出出力と上記体積変化手段を駆動する所定周波
数の駆動信号との間で相関を演算する自己相関手段と、
この自己相関手段で得られた相関値に基づいて上記メイ
ンタンク内に収納されている被測定物の体積を測定する
被測定物体積算出手段とを備えた体積測定装置。
(2) A main tank for storing the object to be measured, a correction tank provided in communication with the main tank, a volume changing means for changing the internal pressure of each of these tanks at a predetermined frequency, and this volume changing means autocorrelation means for calculating a correlation between a detection output obtained by detecting a pressure change by and a drive signal of a predetermined frequency for driving the volume change means;
A volume measuring device comprising: object volume calculation means for measuring the volume of the object housed in the main tank based on the correlation value obtained by the autocorrelation means.
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