JPH03505133A - 構成エレメントから、組み立てられる充てんレベル測定装置 - 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】 構成エレメントから、組み立て られる充てん状態測定装置 本発明は、容器中のまたは溝にわ几る光てん状Ｂｋ測定する定めの音響−または 超音波変換器に関する。

この種の音響−または超音波変換器による充てんの測定は、測定されるべき媒質 に関して、差動化を必要とする。通常の周囲条件を生ぜさせる媒質の充てん状態 を測定すべき場合は、光てん状態センサが簡単に構成されかつコスト節約の下に 製造される。しかし爆発性のまたは侵食性の媒質を測定すべき場合は、音響−ま ７ｔは超音波センナに、次の事実により定められる高い条件が設定される。即ち 爆発性の媒質中での使用の際にこの爆発の危険を回避する目的で、および侵食性 の媒質の場合はこの媒質の波かい力に対して抵抗性が与えられる。

ドイツ連邦共和国実用ｆＩＴ案登録第８３３２０，１５号に示されている光てん 状態測定装置−そのケーシングはプラスチックから収る−の超音波センサ會、容 器の爆発の危険のある内部領域における充てん状態の測定の目的で、付加的な金 属ケーシングにより囲むことが示されている。その目的は衝撃−お工び耐火性で はないプラスチックケーシングが静電気の充電を受けないエリに、さらに傷発の 危険のある媒質と接触しないようにするためである。

ドイツ連邦共和国実用新案登録第８６３０７６３号に、侵食性の媒質中での使用 の友めに提案された別の音響−を九は超音波センサが示されている。これに記載 さｔＮ九解決手段は次のように構成されている。即ち一体構成の変換器ケーシン グが設けられており、このケーシングは変換器エレメントを容器側で囲むように しさらにリング突出部材金有し、この突出部材がセンサフランジのリング状パツ キン帯状体の部分領域を半径方向に重なり、このフランジによりセンサが壁と結 合されている。この場合この変換器ケーシングは、侵食性の媒質において耐性の あるグラスチックから例えばポリ塩化ビニリデンから製造される。

ドイツ連邦共和国特許第３６３３０４７号に、爆発性のある内部領域を有する容 器中の充てん状態全測定するための、次の構成の別の充てん状態測定装置が示さ れている。即ち音響−または超音波変換器が実質的に金属フランジの内部に設け られており、このフランジは同時に、測定されるべき媒質を囲む壁における音響 −壇たは超音波変換器のための取り付はエレメントを構成している。この装置の 場合、フ２ンジの、容器の内室側の表面は、一様に貫通するかつ滑かな表面を形 成し、この平面がｆ響−または超音波センサのダイヤフラムを含入、さらに次の 構成により阻止する。即ち金属の７ランジ材料のほかに別の材料が爆発性の媒質 と共に生ずることを阻止する。金属の７ランジ材料の選択に応じてこの装置は侵 食性の媒質における使用にも適する。

これらの全部の装置は、設けられている適用事例に応じて完全な充てん状態測定 装置を製遺しなければならない欠点を有する。

これに対して本発明の課題は、充てん状態測定装置が個別エレメントから構成さ れるようにし、該個別エレメントが選択的に、爆発性のまたは侵食性のまたは通 常の周囲条件に応じて、組み立てできるように、冒頭に述べた充てん状態測定装 置を構成することである。

この課題は請求の範囲に示された特徴部分の＃＃成により解決されている。

本発明の装置はさらに次の利点を有する０ＭｒＪち個々の、それ自体では閉じて いる機能部材たとえば従来から公知のように有利な価格で製造されるプラスチッ クケーシングにより囲まれるようにし、さらにこの構成にもかかわらす爆発性の および／または侵食性の媒質中での使用と結びつけられる条件を充足する。

本発明の種々の構成が請求項２以下に示されている。

別の特徴および利点は本発明の実施例および［Ｆ］面に示されている。

第１図は本発明の対象の側面図、第２図は第１図の本発明の対象の変換器ケーシ ングの平面図、第３図は使用条件に応じて本発明の対象を個々の構成エレメント から組み立てることができる様子を示して構成図である。

第１図に１で充てん状態測定装置が示されている。

これは個々の構成エレメントから構成されていて適用事例に応じて組み立てるこ とができる。この測定装置は送信器−および受信器ケーシング２、キャップ４、 およびカバー６から構成されている。

ケーシング２の内部に送信−および受信変換器２１が取り付けられている。この 変化器は、測定されるべき充てん物の表面へ方向づけられる送信パルスを形成し て、さらにこの充てん物の表面から反射されるエコーを受信する。送信−および 受信変換器２１は公知の様に圧電セラミックエレメント２２、適合層２３、減衰 層２４およびダイヤフラム２５から構成されている。層２３．２４はシリコンエ ラストマーから成る。圧電セラミックエレメント２２はスペーサ部材２６を介し てダイヤフラム２５と結合されている。ダイヤフラム２５を保護する目的でダイ ヤフラムは公知の様にケーシング２の、充てん物と同じ側の端部から多少引き込 むようにずらされている。

送信−および受信変換器２１をケーシング２から物体音響を減結合する目的で、 変換器２１をケーシング２の里と直接結合するのではなく、円筒状のタブの内部 に設ける。これは軸方向へダイヤフラム２５から延在して、ケーシング２の対称 軸に同軸の位置を取る。

タブ２７お工びケーシング２は、短かい区間２８およびパツキン条片３０ａ、３ ０ｂのリング状額域２９だけ全弁して、互いに結合されている。

ケーシング２の内部には別の円筒状の支持体３１が設けられている。この円筒状 の支持体３１はリング領域２９において底形されており、さらに互いに間隔を置 いて、孔内の上に配置して、ケーシング２の内側表面に沿って延在する。この場 合これはケーシング２の被覆面とは空間的に結合されていない（８２図）、それ の、＋ｌソング域２９とは反対側の端部において、円筒状の支持体３１が内側ね じによ９貫通されている。

ケーシング２の内側はほとんど完全に減衰層２４により充てんされている。減衰 層２４の高さは、支持体３１の端部と実質的に一致する位置を有する。大気圧の 存在して−る容器中での充てん状態測定装置の場合に、送信および受信変換器は ここで閉鎖される。しかし充てん状態測定装置ｔ１が、内部圧力が通常の大気の 圧力を上回わる容器中で使用すべき場合は、ダイヤフラムもこの圧力にさらされ る。ダイヤスラムのわん曲を阻止する目的で、送信−および受信変換器２１は鋼 鉄プレー）３２により閉鎖される。この鋼鉄プレート３２は減衰層２４の上へ設 けられており、さらにねじ結合３３により円筒状支持体３１に固定されている。

次に鋼鉄グレート３２は容器のダイヤフラム上の内部圧力を受けて、さらに圧電 セラミックエレメント２２の振動エネルイーは減衰層２４にエフ、ダイヤフラム ２５と反対側の後方で、放射される。

タブ２７は９間的に次のように延在する。即ちその中で使用目的に応じて異なる 形式の圧電セラミックエレメントが適合−および減衰層にエフ囲まれるように、 位置を占める。

その之め送信−および受信変換器２ＩＣ対して既に複数僅の、使用目的により定 められる実施構成が存在するニ ー　鋼鉄グレート６２なしで大気圧の下で用いる目的で； −鋼鉄プレート３２を用いて、高められた圧力条件の下で使用する目的で； −異なる圧電セラミック駆動にょる両方の実施例。

ケーシング２は公知の様に、熱部塑性のかつ耐化学的にプラスチックから例えば ポリぶり化ビニルから成る押し出し成形部材として製造される。この種のプラス チック部材を爆発性の気体中で使用できるようにする目的で、静電的な充電全阻 止するための手段全溝する必要がある。ケーシング２において、測定されるべき 媒質と同じ側に、パツキン条帯３０＋ａ、３０ｂを設ける必要がある。このパツ キン条帯３０ａ、３Ｑｂのタスクは、測定されるべき媒質？囲む壁−この壁全通 って充てん状態測定装置１がこの測定されるべき媒質と結合される−の開口を、 リング状の平らなパツキンの封入の下に閉鎖し、さらにこの場合、充てん状態測 定装置１を壁に固定することである。パツキン条帯３０はケーシング２の外′４ から半径方向へ延在する。

第１図に示されている様にパツキン条％Ｆ３０ａ、３０ｂは、これがスＩＩ−プ フランジ３４ａ、３ｄｂの肩３５ａ、５５ｂＶＣより囲めるように、構成されて いる。

この場合これは、任意の即ち国内のおよび海外のフランジ規格により製造される フランジにより囲むコトカできる様に、構成できる。

ゲージング２の外被面から右へ延在するパツキン条帯′５０ａの構成は、ケーシ ング２の左側において延在する３０ｂのように、別の構成である。そのため図示 すべきことは、ケーシング２を２つの別の変形実施例において使用事例に応じて 実施できることである。この場合、ケーシングの形状は公知のように射出底形に より取り付けられる埋め込み部材において製造され、他方、パツキン条％Ｆ５０ ａは大きｂ規格幅に対［７て想定されていて２つの別個のリング状パツキン面か ら構成されている。このパツキン面はケーシング２の外被面の外側に延在してお シ同時にフランジ３４ａの肩５５ａＫより囲まれてｂる。さらにパツキン条帯３ ０ｂはケーシング２の外被面の内部に設けられており、さらに閉鎖されｔリング 状パツキン面により構厖されている。フランジ３４ｂの屑３５ｂに対向しかつこ れにより囲まれているケーシング２の肩は、続いてパツキン面３０ｂヘケーシン グ２の外被面から半径方向へ延在する。

より小さい規格幅に対してはパツキン条帯３０ｂ’ｔ−−Ｗ−ｊるケーシング２ で十分である。

まさりに起因する静電気の充電を阻止する目的で、ケーシング２の外被面から半 径方向へ延在する部分３０ａ、３０ｂが隔壁および切欠にエフ、充電を阻止する 小さめ貫通面だけが設けられるように、遮断される。第２図に、この底形され九 部材がリゾおよび切欠にエフ形成される様子が示されている。

ケーシング２のこのように実施され念構成は、さらに別の、使用事例によジ定め られる充てん状態測定装置１の実施例から次の構成へ変形されるニー　ケーシン グの外側に設けられている、大きい万の公称値用の分割されたパツキン条帯を有 するように、−小さい万の規格幅用に成形された肩全有する一体化されたパツキ ン条帯ニ ー　測定個所に取り付は条件に応じて異なる７ランジを有する両方の実施例。

もちろんこれらの実施例の各々全前述の実施例と組み合わせることができる。そ の結果、多数の可能な構成が与えられる。

充てん状態装ｆ１１はキャップ４により構成されている。このキャップ４も熱可 塑性のグラスチックから有利にはポリデチレンデレフタラートから取る射出部材 として、製造されている。その内部にプリント配線板４１が設けられている。こ のプリント配線板上に（図示されていない）電子部品が設けられており、この電 子部品が充てん状態測定装置１の電子回路を構成する。

電子部材は（■示されていない）導体路１ｃ工ｐ電気的に互いに接続されている 。さらにプリント配線板４１は接続線路４２１Ｃｘ？）接続端子４６と接続され ている。

これらの接続線路はソケット４４の上に設けられていて接続室４５の中へ突出し ている。ソケット４４は、接続端子４３の端子板が頂角においてキャップ４の対 称軸線に対して収容されるように、構成されている。

そのため接続室４５の中への電気線路の接続が容易にされる。端子、１３１ｃ接 続線路４６が接続されている。

これは充てん状態測定装置１を評価装置と接続する。

この接続線路を介して、充てん状態測定装置１により検出された測定値が評価装 置へ伝送され、さらに充てん状態測定装置１の動作に必要とされるエネルギが評 価装置から伝送される。ＰＧねじ４７を用いて接続ケーブル４６が接続室４５の 中へ導ひかれて貫通が終端される。

接続室１５はさらにアース接続端子４８全有する。

こｆｉは、隔壁４９を貫通するねじ結合を有する。隔壁４９はさらに別の切欠５ ０Ｗｒ有し、これはプリント配線板４１から接続端子４５への電気接続線路４２ の買通案内のために用いられる。ケーシング２との接続の目的でねじ結合５１は 、キャップ４に底形されているバンドを貫通する。部材−ケーシング２とキャッ プ４−の間の密な結合は次のようにして達成される。９口らケーシング２がリン グ状の条体６６を臀し、さらにキャップ４においてバンド５２が外被面全周回し 、さらにそのケーシング２と同じ側面上で、条％Ｆ３．１囲む溝１Ｃより切欠さ れることにより、連取される。

接続室４５は、ダイヤフラム２５とは反対側の側面上で、カバー６を用いて閉鎖 されている。この場合、カバー６は、リング状の端面５３．キャップ４に対向す るバンド６１において支持されてｂる。キャップ４におけるカバー６の密閉の目 的で円筒状の領域６２に、外被面を切欠する周回する溝が底形されていて、この 溝の中にリング状のパツキン６３が設けられている。

このリング状のパツキン６３は市販の０−ＩＩングから形灰することができる。

キャップ４は、充てん状態測定装置ｉも２つの異なる笑施例において形式できる ように、構成されている。通常の大気における使用のためにはキャップ４は、前 述の図示のように構成されている。しかし爆発性の媒質における使用のためＩｃ はプリント配線板４１の電流案内部材を気密に外界から密閉する必要がある。こ の目的で市販の鋳込み材料５７が、カバー６が開かれる場合に切欠５０に一貫通 してキャップ４の内室へ充てんされる。この場合、内室が隔壁４９まで完全に充 てんされて、さらにプリント配線板４１の上に設けられている電気部分が、この プリント配線板も含めて鋳込材料により囲まれるまで、充てんされる。そのため 再び２つの異なる可能な構成が得られる。これらは従来の各々の形式の構成と組 み合わせることができる・ −通常の大気中での使用のための露出されたプリント配線板； −爆発性の媒質中での使用のための鋳込み成形されたプリント配線板。

キャップ４の外隅に隔壁４９の上方に対角線上に対向する２つの凹欠５４が成形 されている。一層わかりやすく図示するために第１図においては両方の凹欠５４ だけが示されている。凹欠５４はねじにより貫通されており、ねじ５５と共にね じ結合体を構成し、これによりハンガー５６がキャップ４に取り付けられている 。ハンガー５６は充てん状態センサ１の別の組み合わせを構成する。ハンガー５ ６を用いて、充てん状態センサ１を容器壁にまたは容器のカバーにまたは開いた 溝の上方で全部の方向へ旋回さあれるように懸架することができる。この場合も ちろんフランジ結合３４ａ、３４ｂが省略される。ハンガー５６の配置の可能性 は、残りの前記の構成部材と組み合わせて、使用事例により定められる、充電状 態測定装置１の別の実施構成を提供する・ −フランジ取り付は −ハンガー取り付け。

第３図に示されているように、充てん状態測定装置１が選択的に、閉鎮された構 成部材から使用事例に応じて組み立てることができる。第３図にこのことが複数 個の実施例を用いて示されている。第３ａ図は通常の周囲条件の下での使用のた めの鋳込まれた状態におけるキャップを示す。第３ｂ図は爆発性の気体における 使用の目的で鋳込まれた状態におけるキャップ４を示す。第３ａ図におけるねじ 結合体５５およびハンガー５６の図はならびに第３ｂ図における省略は、使用事 例に応じて超音波センサ１がハンガーを用いて取り付けできることである。第３ Ｃ図は、鋼鉄プレート３２なしで通常の大気圧の下での使用するケーシング２を 示す。第３ｄ図に示されている様にケーシング２の内部に鋼鉄プレート３２が設 けられており、これにより高い内部圧力での容器における充てん状態を測定する 充てん状態測定装置が備えられている。もちろん部材ａ、ｂ、ｃ、ｄの各々の相 互の組み合わせも可能である。

第３ｅ図にケーシング２がハンガーの省略の下にスリーブフランジ３４を用いて 、媒質を囲む壁に取り付は可能でありさらにこの場合は小さい方の規格幅に適し ている構成が示されている。第３ｄ図は同じ使用条件の下でしかし大きい方の規 格幅を用いるべき場合だけのケーシング２を示す。

この充てん状態センサ１の多様な適用例は、わずがな部品の組み合わせにおいて 明らかに示されている。

手続補正書彷式） ％式％ １６　　事件の表示 平成２年特許願第５１３５３２号 ＰＣ丁／　ＤＥ　’ｔｏ／　ｏｏ７乙／２、　発明の名称 構成エレメントから、組み立てられる充てん状態測定装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　エンドレス　ラント　ハウザー　ゲゼルシャフト　ミツト　ベシュレ ンクテル　ハフツン住　所　〒１００東京都千代田区丸の内３丁目３番１号ｊ、 　補正の対象 明細書及び請求の範囲 ｔ、　補正の内容 （１）明細書を別紙の通り補正します。

（２）請求の範囲を別紙の通り補正します。（内容＋；’Ｌ＋ｒＪり−Ｉめ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．音響−または超音波変換器を備え、該変換器は送信パルスを測定されるべき 測定媒質の方向へ放射し、さらに該測定媒質で反対されたエコー信号を受信して 電気回路へ伝送するようにし、該電気回路は送信変換器を励振しさらに受信され たエコー信号を電気信号へ変換して評価装置へ伝送するようにし、ならびに充て ん状態測定装置の動作に必要とされるエネルギーを評価装置から供給されるよう にし、さらに充てんレベル測定装置を、被測定媒質を囲む壁にまたは溝の上方に 取り付ける手段を備えている形式の容器中の充てんレベルを測定するための充て んレベル測定装置において、 ａ）送信−および受信変換器（２１）が、ケーシング（２）に囲まれて、第１の 機能ユニットを構成するようにし、 ｂ）電気回路（４１）が、キャップ（４）により囲まれて、第２の機能ユニット を構成するようにし、ｃ）各々の機能ユニット（２），（４）が測定個所におい て存在する固有の条件に応じて、異なる送信−および受信変換器（２１）、異な るケーシング（２）を設けることにより、さらに鋼鉄ブレーキ（３２）をおよび ／または鋳込み材（５７）を付加的に設けることにより、種々異なる構成形式に おいて実施可能にし、さらに ｄ）充てんレベル測定装置（１）が選択的に、バンド（３０）を囲む取り付けフ ランジ（３４）を用いてまたは懸架用ハンガー（５６）を用いて、取り付け個所 に取り付けられており、 ｅ）さらに前記のａ）〜ｄ）に示された全部の構成要件が、充てんレベル測定装 置の種々の実施例を構成する目的で、互いに組み合わせ可能であることを特徴と する充てん状態測定装置。
2. ２．ケーシング（２）およびキャップ（４）が着脱可能に互いに結合されている 請求項１記載の充てん状態測定装置。
3. ３．選択的に取り付け可能な送信−および受信変換器（２１）が、ケーシング（ ２）のタブ（２７）の内部に設けられている請求項１記載の充てん状態測定装置 。
4. ４．選択的に取り付け可能な送信−および受信変換器が、音響から減結合されて 、ケーシング（２）の中に設けられている請求項１記載の充てんレベル測定装置 。
5. ５．送信−および受信変換器（２１）がその、ダイヤフラム（２５）とは反対側 で、公知の鋼鉄プレート（３２）に選択的により被われるようにし、この場合こ の鋼鉄プレートは、ケーシング（２）の内室を貫通する支柱（３１）において支 持されている請求項１記載の充てんレベル測定装置。
6. ６．鋼鉄プレート（３２）がねじ結合部材（３３）により支柱（３１）と結合さ れている請求項５記載の充てんレベル測定装置。
7. ７．ケーシング（２）が、射出成形の型の中へ注入される埋め込み部材を用いて 、２つの異なる構成形式において製造可能であるようにした請求項１記載の充て んレベル測定装置。
8. ８．一方ではケーシング（２）の外被面において、被測定媒質と同じ側にパッキ ン条帯（３０ａ）か選択的に延在するようにし、該パッキン条帯は２つの別個の リング状のパッキン面を含むようにし、該バキッン条帯（３０ａ）は切欠および 棒状部材により断続されており、さらに充てん状態測定装置（１）のフランジ取 り付け部材が選定された場合に着脱フランジ（３４ａ）の肩により囲まれるよう にし、または他方ではケーシング（２）の外被面の内部で周回する閉じられたリ ンク状パッキン条帯（３０ｂ）を有しており、この場合このパッキン条帯は閉じ られたリンク状パッキン面を形成しており、さらにこのパッキン条帯において半 径方向へバンドが延在しており、該バンドは着脱フランジ（３４ｂ）の肩により 囲まれている請求項７記載の充てんレベル測定装置。
9. ９．ダイヤフラム（２５）が公知の様に媒質とは反対側において、パッキン帯条 体（３０）から多少引き戻されている位置を取るようにした請求項３記載の充て んレベル測定装置。
10. １０．ケーシング（２）が熱可塑性のプラスチックから成る、例えばポリ塩化ビ ニリデンから成る射出成形部材として構成されている請求項５から８までのいず れか１項記載の充てんレベル測定装置。
11. １１．キャップ（４）の内部に、プリント配線板（４１）により構成された、測 定値検出器（１）の電気回路が設けられている請求項１記載の充てんレベル測定 装置。
12. １２．図示されていない部品がプリント配線板（４１）に挿入されている請求項 １記載の充てんレベル測定装置。
13. １３．選択的にプリント配線板（４１）は露出されており、キャップ（４）が公 知のように、プリント配線板（４１）を囲む鋳込み材により充てんされている請 求項１記載の充てんレベル測定装置。
14. １４．キャツプ（４）に接続室（４５）が成形されており、該接続室の内部室に 電気接続エレメント（４３）が設けられており、さらに該内部室がカバー（６） により閉鎖されている請求項１記載の充てんレベル測定装置。
15. １５．送信−および受信変換器（２１）が分離可能な電気線路（４２）を用いて プリント配線板（４１）と、およびプリント配線板がさらに接続端子（４３）を 介して、および接続線路（４６）が評価装置と接続されている請求項１記載の充 てんレベル測定装置。
16. １６．接続線路（４６）がＰＧねじ（４７）を用いて接続室（４５）の中へ導か れている請求項１記載の充てんレベル測定装置。
17. １７．キャップ（４）が、選択的に設けられいるハンガー（５６）を有しており 、該ハンガーにより充てん状態測定装置（１）が容器の内部においてまたは開か れた溝の上方で全部の方向へ旋回可能に取り付けられている請求項１記載の充て んレベル測定装置。
18. １８．キャップ（４）にねじ収容体（５４）が成形されており、該ねじ収容体は 、ハンガー（５６）を貫通する孔およびねじ（５５）に作用の下に、キャップ（ ４）にハンガー（５６）を取り付けるねじ結合部材を構成している請求項１記載 の充てんレベル測定装置。