JPH03500333A - 充填レベル表示装置 - 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】 充填レベル表示装置 技術分野 本発明は、特許請求の範囲第１項に記載の形式の充填レベル表示装置に関する。

背景技術 伝音性の固体中に音を導入し、そして受信機を用いてたわみ波の伝は速度（移送 速度）の変化を測定することは公知である。固体内におけるたわみ波の伝は速度 は、液面の高さに関係して影響を受ける。そこでは、液体容器が空の場合の固体 中の伝は速度が基準値として使用される。このなめに追加的な測定値が必要であ る。さらに１発信機及び受信機が液体と接触してはならない、もし接触すると、 発信機ないし受信機の不十分な液密せ又は接着部の不十分な耐久フッのために欠 陥が生じる。また充填レベル表示装置のゼロ点及び測定感度は温度に左右される 。

発明の開示 それに対して、特許請求の範囲第１項の特徴事項を備える本発明の充填レベル表 示装置は、非常に正確に測定を行うという利点を有する。充填レベル表示装置の ゼロ点及び測定５度への温度影響は十分に排除され得る。基準行程及び評価ユニ ットにおける面倒な計算による修正はもはや必要な゛い、そのために従来必要で あった。伝達体における追加的な温度測定を省略することができる。

従属請求項に記載の措置によって、請求項１記叙の装置の有利な改良が可能であ る。

図面の簡単な説明 本発明のり施例は、図面に示されると共に以下の記載においてより詳細に説明さ れる。

第１図は、充填レベル表示装置の断面図、第２図は、測定１１図を示す。

発明を実施するための最良の形態 第１図において自動車の燃料用のタンクが符号１゜により示されており、燃料量 のための充填レベル表示装置ｉ１２の伝音体１１が同タンク内に侵入している。

伝音体１１は、燃料から突出しているその上端部において発信機１３及び受信機 １４を有する０発信機１３は、特に超音波の発振器として構成されている９発信 機１３も受信機１４もタンク１０の最大充填高さしの上に配置されており、その 結果両者が燃料内に浸されることはない、タンク１０における燃料の有効な充填 高さは符号りで示されている０発信機１３及び受信機１４は、詳細には示されて いない評価装置１５に接続されている。

発信１１！１３によって、伝音体１１内に音波１７（いわゆるたわみ波、即ち伝 ば速度が周波数に依存するところの横波）が励起される。たわみ波の場合、微小 振動部分が板平面及び伝は方向に対して本質的に垂直に振動するところの、板体 又は棒体における物体音波が問題になる。さらに、燃料の充填高さｈの近傍の物 体音波の伝は速度は、伝音体１１の燃料上の空気によって包囲された領域Ｌ−ｈ 内の伝は速度よりも本質的に低い、第１図に示すように、音波１７は移行面１８ においてその周囲の媒体と接触する。音波１７の伝は速度への影響は、移行面１ ８の大きさにしたがって決定されるとともに、伝音体１１の幾何学的形状に依存 する。充填高さｈに依存して、たわみ波の伝は速度（移送速度）が多かれ少なか れ変化する。このような測定効果は、背景技術に記載した充填レベル表示装置に おいても利用されている。

充填レベル表示装置１２のゼロ点についての温度に関係する誤差原因としては、 伝音体１１の弾性係数Ｅの温度依存性、長さし、厚さＤそして使用された材料の 密度ρが考えられる。伝音体の材料特性について、ＴＫＥ＝−ＴＫＬ が成り立つ場合に、ゼロ点の温度依存性が補償されることが特に有利であると判 明した。こ、：にＴＫＥは弾性係数Ｅの温度係数であり、ＴＫＬは伝音体１１の 線膨張係数りの温度係数である。前記条件は、例えば材Ｆｌ　テルメ５　ス）　 （Ｒ）４００２　（Ｖａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ、Ｈａｎａｕ）　ニよって正 確に満たされる。Ｅ係数及びｖＬａｇＬａ上の温度係数は、以下の表において種 々の材料について表示されている。

材料　Ｔ　Ｋ　Ｅ　［１／に］　ＴＫＬ［＋／に］銅　−３，２１０１，７１０ −５ アルミニウム　−３，１１０２，４１０−５スチール（合金でない）−２，０１ ０＝　Ｌｌｌｏ−５（Ｒ）　−６ テルメラスト　４００２　−５．０１０　８．５１０−６さらに１周囲の媒体に よる伝音体１１中のたわみ波の伝は速度への影響は、同媒体の物理的特性値、即 ち密度及び体積弾性率に依存している。これによりたわみ波の伝は速度は液体中 の音速度にも依存する０以上の値は全て温度に関係しており、したがってたわみ 波の速度への影響も温度に関係している０本発明によれば、測定誤差は、発信機 １３により供給された音波の測定周波数に大きく左在されることが判明した。こ の温度影響は、液体によって包囲された伝音体中のたわみ波の速度が液体中の密 度波の速度と等しくなる際の限界周波数に測定周波数が近付けば近付くほど、大 きくなる。

自動車のタンクにこの充填レベル表示装置が使用される場合、一般的には一２０ ℃〜６０℃の稼働範囲が存在する。この稼働範囲について、２０℃に想定された 平均稼Ｓ温度において与えられた測定感度に対して平均誤差が最小になるような 、発信機１３の信号周波数ｆを定めることができる。１！！ｌ定Ｓ度の概念は、 液体の負荷によるたわみ波の速度変化であると理解することができる０発信機１ ３の周波数ｆが液体のデータ、材料のデータそして伝音体の寸法に依存して選択 されると。

充填レベル表示装置の測定感度は前記パラメータによってもはやほとんど低下せ しめられることはない、液体のデータ及び伝音体の材料のデータはそれぞれ既に 確定している。ところで、周波数ｆ。ｐｔが伝音体１１の厚さｄに近似的に反比 例することが有利にも判明している０式ｔ　ｏｐｔｚ　５０ｋＨｚ　ｗａｎｄを 用いて最適な信号周波数ｆ　を決定することができる。前記式は特に、ｐｔ 伝音体１１の材料としてテルメラスト（Ｒ’　４００２スはスチールが使用され る場合に成り立つ、第２図には、１０００・１０・１．５ｍ３の寸法の前記材料 についての測定感度の関係が、温度の関数として、３種類の測定周波数ｆ　−２ ０ｋ）１ｚ、ｆ２−３＋ｋＨ２，ｆ３−４０ｋ）１２について表示されている、 媒体としてはガソリンが使用されている。

ｙ軸上には、測定感度の相対的関係として、媒体の負荷によるたわみ波速度Ｃの 変化△Ｃ／△Ｃ３が与えられている。第２図から明らかなように、周波数ｔ　２ −３１ｋＨｚについては一２０℃〜６０℃の温度範囲における最大誤差は０．８ π以下であり、したがって評価回路を用いると平均誤差は±０．４ｘより小さく なる。

測定感度を温度補償すること及びゼロ点を温度補償することについての前記一方 法を組み合わせると、広い温度範囲において温度に影響されない充填レベル表示 装置を得ることができる。

国際調査報告 国際調青報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．音波を発信する発信機（１３）と受信機（１４）とを利用するとともに、容 器（１０）及び測定すべき媒体内に侵入する、少なくとも１つの伝音性の材料か ち成る少なくとも１つの伝達体（１１）を用いて動作するところの、特に自動車 の燃料タンク（１０）用の充填レベル表示装置（１２）において、前記伝達体（ １１）の前記材料の弾性係数の温度係数（ＴＫＥ）が、該伝達体の線膨張率の温 度係数（ＴＫＬ）と、正負の符号を逆にしてほぼ同じ大きさのオーダーであるこ とを特徴とする、充填レベル表示装置。
2. ２．前記発信機（１３）によって前記伝達体（１１）内に導入されたたわみ波の 周波数（ｆ）が、式ｆｏｐｔ■５０ｋＨｚ／ｄにほぼ適合しており、この場合（ ｄ）は前記伝達体（１１）の厚さである、請求項１記載の充填レベル表示装置。