JPH0447231A - 体積測定装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明はタンク内に収納された被測定物である液体な
どの体積を測定する体積測定装置に関するものである。

【従来の技術】

従来のこの種の体積測定装置としては、例えば第２図に
示すようなものがある。図において、１は例えばガソリ
ンなどの揮発性の高い液体である被測定物を収納するメ
インタンク、２はメインタンク１にオリフィス３を介し
て連通される補正タンクで、この補正タンク２はメイン
タンク１より容積を小さく形成する。４はメインタンク
ｌおよび補正タンク２よりなるタンクユニットを気密的
に密閉するキャップ、５はメインタンク１と補正タンク
２とのそれぞれの内圧を変化させる体積変化手段である
スピーカ、６は正弦波信号■。ｓｉｎωｔによりスピー
カ５を駆動する発振器で、この発振器６は位相が一定区
間毎に反転する正弦波信号Ｖ。ｓｉｎωｔをメインタン
ク１および補正タンク２に供給してΔＶｓｉｎωｔ、　
ΔＶｓｉｎωｔ＋πの体積変化をそれぞれ与える。 ７ａは補正タンク２内の圧力変化を検出するダイナミッ
クマイクロホンで、このダイナミックマイクロホン７ａ
は体積変化ΔＶに応じて検出信号Ａ１５ｉｎ（ωｔ＋φ
）を発生する。ここで、Ａ、は補正タンクの圧力変化の
振幅値である。７ｂはメインタンク１内の圧力変化を検
出するコンデンサマイクロホンで、このコンデンサマイ
クロホン７ｂは体積変化に応じて検出信号−Ａｇａｉｎ
（ωｔ＋θ）を発生する。ここで、Ａ２はメインタンク
の圧力変化の振幅値である。 ８は位相差検出回路で、この位相差検出回路８は発振器
６からの出力信号■。ｓｉｎωｔとダイナミックマイク
ロホン７ａから出力される検出信号Ａ１５ｉｎ　（ωｔ
＋φ）との間の位相差φを検出する。 ９は位相合せ回路で、この位相合せ回路９は発振器６の
出力信号を位相差検出回路８よりの検出出力の位相差に
基づいてダイナミックマイクロホン７ａの出力の位相を
合せる。１０は第１の乗算器で、この第１の乗算器１０
はダイナミックマイクロホン７ａの検出出力と位相合せ
回路９の出力とを掛は合わせる。１１は第１ゼロクロス
検出回路で、この第１ゼロクロス検出回路１１はダイナ
ミックマイクロホン７ａの出力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
を秒後のゼロクロスで積分終了信号を出力する。１２は
第１の乗算器１０からの出力を第１ゼロクロス検出回路
１１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ｒＰｏＶ。 を出力する第１の積分器で、この第１の積分器１２は積
分終了信号が来るまでは積分出力は出力されない。 １３は位相合せ回路９よりの出力を反転させる反転回路
、１４は第２の乗算器で、第１の乗算器１０と同一の機
能を有する。１５は第２ゼロクロス検出回路で、この第
２ゼロクロス検出回路１５は第１ゼロクロス検出回！１
１と同一の機能を有する。１６は第２の積分器で、この
第２の積分器１６は第１の積分器１２と同一の機能を有
し、第２ゼロクロス検出回路１５から積分終了信号が供
給されると、積分を停止してｒＰｏＶｏ／Ｖｚを出力す
る。 １７は第１の積分器１２の出力を第２の積分器１６の出
力で除算する割算器で、この割算器１７の出力はメイン
タンク１内の空洞部分の体積■２となる。１８は割算器
１７の算出結果が供給される引算器で、この引算器１８
の算出結果がメインタンク１内の被測定物の体積■、と
なる。 次に動作について説明する。 まず１１発振器６はＶ、ｓｉｎωｔで示される正弦波信
号によりスピーカ５を駆動する。これによりダイナミッ
クマイクロホン７ａは検出信号Ａ、５ｉｎ（ωｔ＋φ）
を出力し、コンデンサマイクロホン７ｂは検出信号−Ａ
ｇｓｉｎ（ωを十〇）を出力する。 位相差検出回路８は発振器６よりの正弦波信号■。 ５ｆｎ（ωを十φ）との間の位相差φを検出し、この位
相差検出回路８よりの検出出力の位相差に基づいて位相
合せ回路９により発振器６の出力信号をダイナミックマ
イクロホン７ａの出力の位相を合せる。次いで、第１の
乗算器１０によりダイナミックマイクロホン７ａの検出
出力と位相合せ回路９の出力とを掛は合わせる。そして
、第１の乗算器ｌＯからの出力を第１の積分器１２にお
いて第１ゼロクロス検出回路１１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、積分終了信号到達後
に積分値ｒＰＯＶ０を出力する。 また、反転回路１３により位相合せ回路９よりの出力を
反転させて発振器６の出力信号をコンデンサマイクロホ
ン７ｂの出力の位相を合せる。第２の乗算器１４により
コンデンサマイクロホン７ｂの検出出力と反転回路１３
の出力とを掛は合わせる。 そして、第２の乗算器１４からの出力を第２の積分器１
６において第２ゼロクロス検出回路１５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、積分終了信号
到達後に積分値ｒＰ６Ｖｏ／Ｖ、を出力する。 しかるのち、割算器１７により第１の積分器１２の出力
と第２の積分器１６の出力との除算を行ってメインタン
ク１内の空洞部分の体積Ｖ２を算出する。そして、割算
器１７の算出結果は引算器１８に供給され、この引算器
１８においてメインタンク１の全体積■１から空洞部分
の体積■２を引算すると、その算出結果がメインタンク
１内の被測定物の体積Ｖ、となる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の体積測定装置で例えば
自動車のガソリンのように揮発性の高い液体の体積測定
を行う場合には、メインタンク１内の絶対圧力が周囲の
温度変化などに伴って連続的に上昇あるいは下降すると
いう状態が頻繁に発生し、この上昇・下降の周期が相関
処理回路の処理時間間隔より長い場合、上昇・下降成分
に伴う体積測定誤差が発生するという問題点があった。 すなわち、ガソリンのような揮発性の高い液体であると
、タンク内圧が数分から数時間の周期で大きく変化する
。この圧力変化分を相関処理では算出周期が短い（表示
更新周期を長くすることはできない）ため、カットでき
ず、このため大きな測定誤差となる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決するためになされ
たもので、揮発性の高い液体の体積を高精度に測定でき
るようにした体積測定装置を提供することを目的とする
。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る体積測定装置は、被測定物を収納するメ
インタンクに連通して設けられた補正タンクと、上記メ
インタンクおよび補正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
基づく上記メインタンクの圧力変動を検出する第１圧力
センサと、上記体積変化手段に基づく上記補正タンクの
圧力変動を検出する第２圧力センサと、上記第１および
第２圧力モンサから格別に検出される出力信号のうちか
ら上記体積変化手段の駆動周波数よりも低い周波数を遮
断し、上記体積変化手段による圧力変化成分のみを抽出
するバイパスフィルタと、このバイパスフィルタからの
出力信号のそれぞれと上記体積変化手段の駆動信号との
間で相関を演算する相関手段と、この相関手段で得られ
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体積算出手段とよりな
るものである。

【作　用】

この発明における体積測定装置は、被測定物を収納する
メインタンクに連通して補正タンクを設け、上記メイン
タンクおよび補正タンクのそれぞれの内圧を体積変化手
段により変化させて上記メインタンクの内圧変動および
上記補正タンクの圧力変動をそれぞれ第１圧力センサお
よび第２圧力センサにより検出し、上記第１および第２
圧力センサから格別に検出される出力信号のうちから上
記体積変化手段の駆動周波数よりも低い周波数をフィル
タにより遮断して上記体積変化手段による圧力変化成分
のみを抽出し、上記フィルタからの出力信号のそれぞれ
と上記体積変化手段の駆動信号との間で相関を演算し、
得られた相関値に基づいて被測定物体積算出手段により
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
することにより、圧力センサが検出した検出出力に重畳
されている低周波ノイズをカットすることができ、よっ
て揮発性の高い液体の体積を高精度に測定することがで
きる。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を図について詳細に説明する
。第１図はこの発明の一実施例を示すブロック構成図で
、第１図において第２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０図において、
１９ａはメインタンク１内の圧力変化を検出する第１圧
力センサである第１セラミツクマイクロホンで、この第
１セラミツクマイクロホン１９ａは体積変化Δ■に応じ
てＫ・ΔＶ／Ｖ。十Ｎ　ｅ　＋　Ｐ　ａの信号を発生す
る。 なお、■９はメインタンク１内の被測定物以外の体積、
Ｋは周囲温度や絶対圧力や気体の比重などに応じて変化
するパラメータ、Ｎ、は体積変化以外の例えば車両の走
行による振動やエンジン振動などの要因により１ｈ以上
の周波数で発生する圧力変化成分（ノイズ）である。Ｐ
Ｇは被測定物であるガソリンの気化や液化によってＩ　
Ｈｚ以下（標準的には数分〜数時間）の長い周期で発生
する圧力変化成分（ノイズ）である。１９ｂは補正タン
ク２内の圧力変化を検出する第２圧力センサである第２
セラミツクマイクロホンで、この第２セラミツクマイク
ロホン１９ｂは体積変化ΔＶに応じてＫ・ΔＶ／　Ｖｓ
　＋　Ｎｓ　＋　Ｐ　ｓ　ノ信号を発生する。 なお、■、は補正タンク２の体積、Ｎ、は体積変化ΔＶ
以外の要因により発生する圧力変化成分（ノイズ）であ
る、Ｐｓは被測定物であるガソリンの気化や液化によっ
てＩ　Ｈｚ以下（標準的には数分〜数時間）の長い周期
で発生する圧力変化成分（ノイズ）である。２０は第１
低周波数域遮断回路で、この第１低周波数域遮断回路２
０はＩ　Ｈｚ以下のノイズ成分Ｐ、をカットし、Ｋ・Δ
Ｖ／Ｖ。 ＋Ｎａの信号を出力する。２１は第２低周波数域遮断回
路で、この第２低周波数域遮断回路２１はＩ　Ｈｚ以下
のノイズ成分Ｐ、をカットし、Ｋ・Δ■／Ｖｓ　十Ｎｓ
の信号を出力する。２２は相関手段である第１相関処理
回路で、この第１相関処理回路２２は第１セラミツクマ
イクロホン１９ａの出力信号（Ｋ・ΔＶ／Ｖ、＋Ｎ、）
と発振器６の出力信号ｓｉｎωｔとの積和相関をとるこ
とにより体積変化Δ■以外の要因により発生するノイズ
Ｎｃを取り除いた振幅［Ｋ・ΔＶ／Ｖ、のみを出力する
。２３は第１相関処理回路２２と同様の機能を有し、相
関手段である第２相関処理回路で、この第２相関処理回
路２３は第２セラミツクマイクロホン１９ｂの出力信号
（Ｋ・Δｖ／ｖ、＋ＮＳ　）からＮ、を取り診いた振幅
値Ｋ・ΔＶ／Ｖ、のみを出力する。２４は第１相関処理
回路２２の出力信号Ｋ・ΔＶ／ＶＧを第２相関処理回路
２３の出力信号Ｋ・Δｖ／Ｖ３により除算する割算器で
、この割算器２４はＶＧ／Ｖｓを出力する。２５は割算
器２４の除算結果である出力信号Ｖ　Ｇ　／　Ｖ　ｓに
補正タンク２の全体積Ｖ、を乗算する掛算器で、この掛
算器２５はメインタンク１内の被測定物以外の空洞部分
の体積ｖ６を求める。２６はメインタンク１の全体積■
１から掛算器２５の出力信号である体積ｖＧを引き算す
る引算器で、この引算器２６は被測定物の体積Ｖ、を出
力する。 次に動作について説明する。 まず、発振器６よりの所定周波数の駆動信号ｓｉｎωｔ
によりスピーカ５を駆動してメインタンクｌおよび補正
タンク２のそれぞれの内圧を変化させる。そして、上記
メインタンク１の圧力変動を第１セラミツクマイクロホ
ン１９ａにより検出すると共に、上記補正タンク２の圧
力変動を第２セラミツクマイクロホン１９ｂにより検出
する。しかるのち、第１低周波数域遮断回路２０により
Ｉ　Ｈｚ以下のノイズ成分Ｐ、をカットし、Ｋ・Δｖ／
Ｖ。 ＋Ｖ、の信号を出力すると共に、第２低周波数域遮断回
路２１により１ｈ以下のノイズ成分Ｐ、をカフ）し、Ｋ
・ΔＶ／Ｖ、＋Ｎ、の信号を出力する。そして、上記第
１低周波数域遮断回路２ｏを通過した信号から第１相関
処理回路２２において相関値Ｋ・ΔＶ／Ｖ、を算出し、
また第２低周波数域遮断回路２１を通過した信号から第
２相関処理回路２３において相関値Ｋ・ΔＶ／Ｖ、を算
出する。そして、上記第１相関処理回路２２から出力さ
れる相関値Ｋ・ΔＶ／Ｖ、を上記第２相関処理回路２３
から出力される相関値Ｋ・ΔＶ／Ｖ。 で除算すると共に、この除算結果Ｖ　Ｇ／　Ｖ　ｓに対
して上記補正タンク２の容積値Ｖ３を乗算し、次いでこ
の乗算結果を上記メインタンク１の全容積値Ｖ、から差
し引いて上記メインタンク１に収納された被測定物の体
積Ｖ、を算出する。このようにして体積測定を行うこと
により、第１および第２セラミツクマイクロホン１９ａ
、１９ｂで検出した検出信号に重畳する低周波ノイズを
カー／　）し、揮発性の高い液体であっても高精度に体
積測定をすることができる。

【発明の効果】

以上に説明したように、この発明によれば、その構成を
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タンクと、上記メインタンク
および補正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基づく上記
メインタンクの圧力変動を検出する第１圧力センサと、
上記体積変化手段に基づく上記補正タンクの圧力変動を
検出する第２圧力センサと、上記第１および第２圧力セ
ンサから格別に検出される出力信号のうちから上記体積
変化手段の駆動周波数よりも低い周波数を遮断し、上記
体積変化手段による圧力変化分のみを抽出するフィルタ
と、このフィルタからの出力信号のそれぞれと上記体積
変化手段の駆動信号との間で相関を演算する相関手段と
、この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
物体積算出手段とを備えたものとしたため、圧力センサ
が検出した検出出力に重畳されている低周波ノイズをカ
ットすることができ、よって揮発性の高い液体の体積で
あっても高精度に体積測定ができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る体積測定装置の一実施例を示す
ブロック構成図、第２図は従来の体積測定装置の一例を
示すブロック構成図である。 工・・・メインタンク、２・・・補正タンク、５・・・
体積変化手段（スピーカ）、１９ａ・・・第１圧力セン
サ（第１セラミツクマイクロホン）、１９ｂ・・・第２
圧力センサ（第２セラミツクマイクロホン）、２゜・・
・フィルタ（第１低周波数域遮断回路）、２１・・・フ
ィルタ（第２低周波数域遮断回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物を収納するメインタンク（１）と、このメイン
   タンクに連通して設けられた補正タンク（２）と、上記
   メインタンクおよび補正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（５）と、この体積変
   化手段に基づく上記メインタンクの圧力変動を検出する
   第１圧力センサ（１９ａ）と、上記体積変化手段に基づ
   く上記補正タンクの圧力変動を検出する第２圧力センサ
   （１９ｂ）と、上記第１および第２圧力センサから格別
   に検出される出力信号のうちから上記体積変化手段の駆
   動周波数よりも低い周波数を遮断し、上記体積変化手段
   による圧力変化成分のみを抽出するフィルタと、このフ
   ィルタからの出力信号のそれぞれと上記体積変化手段の
   駆動信号との間で相関を演算する相関手段と、この相関
   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体積算出
   手段とを備えた体積測定装置。