JPH05256940A - Monitoring apparatus of storing tank - Google Patents

Monitoring apparatus of storing tank

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JPH05256940A
JPH05256940A JP8968792A JP8968792A JPH05256940A JP H05256940 A JPH05256940 A JP H05256940A JP 8968792 A JP8968792 A JP 8968792A JP 8968792 A JP8968792 A JP 8968792A JP H05256940 A JPH05256940 A JP H05256940A
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JP
Japan
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frequency
storage
frequency component
storage amount
microwave
Prior art date
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Pending
Application number
JP8968792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyomi Minohara
喜代美 箕原
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Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furuno Electric Co Ltd filed Critical Furuno Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To remove influences of the change of the propagating speed of microwaves upon a measuring value. CONSTITUTION:This monitoring apparatus is so adapted as to detect the storing amount by transmitting frequency-modulated microwaves towards a stored substance in the storing tank and receiving the reflected microwaves from the storing substance. A reference reflecting body is provided inside the storing tank to reflect the frequency-modulated microwaves. After the frequency component of a difference signal corresponding to the reflected wave is analyzed by a first frequency analyzing part 15, the storing amount of the substance is operated by a first storing amount operating part 16 from the ratio of the frequencies of the frequency component indicating the position of the reference reflecting body and the frequency component indicating the position of the reflecting surface of the substance based on the analyzing result.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、FM変調マイクロ波の
送信時刻と貯蔵物からの反射波の受信時刻との差異を、
送信信号であるFM変調マイクロ波の送受信位置におけ
る周波数と、貯蔵物からの反射波の送受信位置における
周波数との差異として取り出すことにより、貯蔵物の貯
蔵量を検出する貯蔵タンク監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention determines the difference between the transmission time of an FM modulated microwave and the reception time of a reflected wave from a storage,
The present invention relates to a storage tank monitoring device that detects a storage amount of a stored item by extracting a difference between a frequency at a transmission / reception position of an FM modulated microwave that is a transmission signal and a frequency at a transmission / reception position of a reflected wave from a storage item.

【0002】[0002]

【従来の技術】重油やLPG、LNG等を貯蔵タンクに
貯蔵しようとするときには、管理のために貯蔵量の計測
が不可欠となる。そのため従来では、貯蔵タンク内の最
上部近傍に取り付けられ、貯蔵物側へのマイクロ波の送
信と貯蔵物によって反射されたマイクロ波の受信とを行
うアンテナ、FM変調されたマイクロ波をこのアンテナ
に出力する送信部、および貯蔵物からの反射波と送信さ
れるFM変調波との周波数の差異を検出するミキサから
なる装置が使用されていて、ミキサから出力される周波
数は貯蔵物の最上面(マイクロ波の反射面)とアンテナ
との距離に比例した関係を示すため、ミキサの出力周波
数に基づいて貯蔵量の計測を行う構成としていた。
2. Description of the Related Art When heavy oil, LPG, LNG or the like is to be stored in a storage tank, it is essential to measure the storage amount for management. Therefore, conventionally, an antenna mounted near the top of the storage tank for transmitting microwaves to the storage side and receiving microwaves reflected by the storage side, and an FM-modulated microwave for this antenna A device including a transmitter for outputting and a mixer for detecting a difference in frequency between a reflected wave from the storage and an FM-modulated wave to be transmitted is used, and the frequency output from the mixer is a top surface of the storage ( In order to show the relationship proportional to the distance between the microwave reflection surface) and the antenna, the storage amount is measured based on the output frequency of the mixer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記装置におけるアン
テナには、貯蔵物の最上面からの反射波ばかりでなく、
貯蔵タンク内壁面の継手部分等の凹凸部によって反射さ
れたマイクロ波、あるいは貯蔵物の最上面によって反射
された後再び貯蔵タンクの上壁で反射され、再度貯蔵物
により反射されたマイクロ波である多重反射波等の不要
反射波も同時に導かれることから、これらの不要反射波
の影響により計測値に誤差が生じるという問題があっ
た。また貯蔵タンク内の貯蔵物が揮発性を有する場合、
貯蔵タンク内は貯蔵物の気体で充満することから、貯蔵
タンク内の誘電率は気体の充満の度合いによって変化す
る。そのため貯蔵タンク内におけるマイクロ波の伝播速
度に変化が生じ、この伝播速度の変化が計測の精度を悪
化させるという問題があった。
The antenna in the above device is not limited to the reflected wave from the uppermost surface of the stored object,
The microwaves reflected by the irregularities such as the joints on the inner wall of the storage tank, or the microwaves reflected by the uppermost surface of the storage tank and then again by the upper wall of the storage tank and reflected again by the storage object. Since unnecessary reflected waves such as multiple reflected waves are also guided at the same time, there is a problem that an error occurs in the measured value due to the influence of these unnecessary reflected waves. In addition, if the storage in the storage tank is volatile,
Since the storage tank is filled with the gas in the storage, the dielectric constant in the storage tank changes depending on the degree of gas filling. Therefore, there is a problem in that the microwave propagation speed changes in the storage tank, and the change in the propagation speed deteriorates the measurement accuracy.

【0004】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、請求項1記載の発明は、マイクロ波の
伝播速度の変化が計測値に与える影響を除去することを
目的としており、請求項2記載の発明は、不要反射波の
影響を除去することを目的としている。
The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to eliminate the influence of changes in the propagation velocity of microwaves on measured values. The invention according to claim 2 aims to eliminate the influence of unnecessary reflected waves.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1記載の発明に係る貯蔵タンク監視装置は、貯蔵
タンク内の貯蔵物方向に向かってFM変調マイクロ波を
送信し、このFM変調マイクロ波の送受信位置における
送信信号であるFM変調マイクロ波と送受信位置におけ
る貯蔵物方向から反射された反射波であるFM変調マイ
クロ波との差異を示す差異信号に基づいて貯蔵物の貯蔵
量の検出を行う貯蔵タンク監視装置に適用し、貯蔵タン
ク内に設けられ、FM変調マイクロ波を反射する基準反
射体と、差異信号の周波数成分の分布の分析を行う第1
の周波数分析部と、第1の周波数分析部によって分析さ
れた周波数成分のうち、基準反射体の位置を示す周波数
成分と貯蔵物の反射面の位置を示す周波数成分との双方
の周波数の比率に基づいて貯蔵物の貯蔵量を演算する第
1の貯蔵量演算部とを備えた構成を用いる。また請求項
2記載の発明に係る貯蔵タンク監視装置は、貯蔵タンク
内の貯蔵物方向に向かってFM変調マイクロ波を送信
し、このFM変調マイクロ波の送受信位置における送信
信号であるFM変調マイクロ波と送受信位置における貯
蔵物方向から反射された反射波であるFM変調マイクロ
波との差異を示す差異信号に基づいて貯蔵物の貯蔵量の
検出を行う貯蔵タンク監視装置に適用し、差異信号の周
波数成分の分布を分析する第2の周波数分析部と、第2
の周波数分析部により分析された周波数成分のうち、貯
蔵物からの反射を示すレベルの周波数成分の周波数に基
づいて貯蔵物の貯蔵量を演算する第2の貯蔵量演算部と
を備えた構成を採用する。
In order to solve the above-mentioned problems, a storage tank monitoring device according to the invention of claim 1 transmits an FM-modulated microwave toward a stored article in the storage tank, and the FM-modulated microwave is transmitted. Detecting the storage amount of a stored object based on a difference signal indicating a difference between an FM-modulated microwave that is a transmission signal at a microwave transmission / reception position and an FM-modulated microwave that is a reflected wave reflected from a storage direction at the transmission / reception position A reference reflector that is applied to a storage tank monitoring device that performs, and that is provided in a storage tank and that reflects an FM-modulated microwave, and that analyzes the distribution of frequency components of a difference signal.
Of the frequency component analyzed by the first frequency analysis unit and the frequency component of the frequency component indicating the position of the reference reflector and the frequency component indicating the position of the reflection surface of the storage. A configuration including a first storage amount calculation unit that calculates the storage amount of the stored material on the basis of the above is used. The storage tank monitoring apparatus according to the second aspect of the present invention transmits the FM-modulated microwave toward the stored object in the storage tank, and the FM-modulated microwave that is the transmission signal at the transmission / reception position of the FM-modulated microwave. And the frequency of the difference signal when applied to a storage tank monitoring device that detects the storage amount of a stored object based on a difference signal indicating the difference between the FM-modulated microwave that is a reflected wave reflected from the storage direction at the transmitting / receiving position. A second frequency analysis section for analyzing the distribution of the components;
And a second storage amount calculation unit for calculating the storage amount of the stored material based on the frequency of the frequency component of the level indicating the reflection from the stored material among the frequency components analyzed by adopt.

【0006】[0006]

【作用】請求項1記載の発明では、送受信位置から基準
反射体までの距離をd11 によって示すと共に送受信位置
から貯蔵物面までの距離をd12 によって示し、基準反射
体からの反射波に対応する差異信号の周波数をΔf1、貯
蔵物からの反射波に対応する差異信号の周波数をΔf2に
より示すとすると d11 / d12 =Δf1/Δf2 なる関係が成立する。そして距離d11 が既知であり、Δ
f1、Δf2は第1の周波数分析部の分析結果として与えら
れることから、第1の貯蔵量演算部は、上記式の演算を
行うことによって距離d12 を演算し、この演算結果に基
づいて貯蔵量を算出する。また請求項2記載の発明で
は、貯蔵物からの反射波に対応する差異信号のレベル
は、その他の反射波に対応する差異信号のレベルとは異
なる(一般には貯蔵物からの反射波に対応する差異信号
は、その他の反射波に対応する差異信号に比してレベル
が大きい)ことから、第2の貯蔵量演算部は、第2の周
波数分析部の分析結果のレベルに基づいて貯蔵物からの
反射波に対応する差異信号を識別し、識別された差異信
号を示す周波数成分の周波数に基づいて貯蔵物面までの
距離を演算する。そして演算された距離に従って貯蔵量
を算出する。
According to the invention of claim 1, the distance from the transmitting / receiving position to the reference reflector is indicated by d11 and the distance from the transmitting / receiving position to the storage surface is indicated by d12, and the difference corresponding to the reflected wave from the reference reflector is shown. Assuming that the frequency of the signal is Δf1 and the frequency of the difference signal corresponding to the reflected wave from the stored material is Δf2, the relationship of d11 / d12 = Δf1 / Δf2 is established. And the distance d11 is known and Δ
Since f1 and Δf2 are given as the analysis result of the first frequency analysis unit, the first storage amount calculation unit calculates the distance d12 by performing the calculation of the above equation, and the storage amount based on the calculation result. To calculate. In the invention according to claim 2, the level of the difference signal corresponding to the reflected wave from the stored material is different from the level of the difference signal corresponding to the other reflected waves (generally, it corresponds to the reflected wave from the stored material. Since the difference signal has a higher level than the difference signals corresponding to the other reflected waves), the second storage amount calculation unit outputs the difference from the stored material based on the level of the analysis result of the second frequency analysis unit. The difference signal corresponding to the reflected wave is identified, and the distance to the storage surface is calculated based on the frequency of the frequency component indicating the identified difference signal. Then, the storage amount is calculated according to the calculated distance.

【0007】[0007]

【実施例】以下に、本発明の一実施例について、図面を
参照しつつその説明を行う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0008】図2は、請求項1記載の発明を石油を貯蔵
する貯蔵タンクに適用した場合の一実施例の貯蔵タンク
内部を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing the inside of a storage tank of one embodiment when the invention according to claim 1 is applied to a storage tank for storing petroleum.

【0009】図において、石油36を貯蔵する貯蔵タンク
37のタンク上壁35の中央部には、一方の端部がハウジン
グ上壁322 によって閉じられた円筒状のアンテナハウジ
ング32が、開口部321 が下方を向く状態にて、フランジ
33によって固定されており、ハウジング上壁322 の上部
には、その内部にマイクロ波の送信と受信とを行う装置
が格納された略直方体状の格納箱31が取り付けられてい
る。
In the figure, a storage tank for storing oil 36
At the center of the tank top wall 35 of 37, a cylindrical antenna housing 32, one end of which is closed by a housing top wall 322, is provided with a flange with the opening 321 facing downward.
It is fixed by 33, and on the upper part of the housing upper wall 322, a substantially rectangular parallelepiped storage box 31 in which a device for transmitting and receiving microwaves is stored is attached.

【0010】またハウジング上壁322 の下部には、下方
に向かってFM変調マイクロ波41を送信すると共に下方
からのFM変調マイクロ波である反射波を受信するアン
テナ11が取り付けられており、アンテナハウジング32の
下端形状と同一形状に形成されたタンク上壁35の開口部
351 の周囲の下面側に沿っては、アンテナハウジング32
の開口部321 の内径よりその内径が小さくなるように形
成された偏平なリングである基準反射体34が設けられて
いる。
Further, an antenna 11 is attached to the lower part of the housing upper wall 322 for transmitting the FM modulated microwave 41 downward and receiving the reflected wave which is the FM modulated microwave from below. Opening of the tank upper wall 35 formed in the same shape as the lower end shape of 32
Along the bottom side around the 351 the antenna housing 32
A reference reflector 34, which is a flat ring formed so that the inner diameter thereof is smaller than the inner diameter of the opening 321, is provided.

【0011】図1は、請求項1記載の発明の一実施例の
電気的構成を示すブロック線図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the invention described in claim 1.

【0012】FM変調マイクロ波を発生するマイクロ波
発振器18からの出力は、その出力をアンテナ11に送出
し、アンテナ11によって受信されたFM変調マイクロ波
については、その受信出力をミキサ13に送出するサーキ
ュレータ12に導かれている。
The output from the microwave oscillator 18 for generating the FM modulated microwave is sent to the antenna 11, and the received output of the FM modulated microwave received by the antenna 11 is sent to the mixer 13. Guided to the circulator 12.

【0013】またサーキュレータ12からの出力121 が導
かれたミキサ13は、アンテナ11によって受信されたFM
変調マイクロ波とサーキュレータ12を介して漏れてくる
マイクロ波発振器18からのFM変調マイクロ波との混合
を行うことによって周波数変換を行い、変換結果である
差異信号を出力するブロックとなっていて、このミキサ
13の出力である差異信号131 は、制御信号によってその
利得が制御される増幅器14に導入されている。
The mixer 13 to which the output 121 from the circulator 12 is guided is an FM received by the antenna 11.
This is a block that performs frequency conversion by mixing the modulation microwave and the FM modulation microwave from the microwave oscillator 18 leaking through the circulator 12, and outputs a difference signal that is the conversion result. Mixer
The difference signal 131, which is the output of 13, is introduced into the amplifier 14 whose gain is controlled by the control signal.

【0014】この増幅器14の出力141 は、FFTアナラ
イザによって構成されたスペクトラムアナライザである
周波数分析部15に導かれており、この周波数分析部15の
出力は、分析出力に基づいて石油36の貯蔵量の演算を行
う貯蔵量演算部16に送出されている。そして貯蔵量演算
部16によって演算された出力は、貯蔵量の表示を行う表
示器17に導かれている。
The output 141 of the amplifier 14 is led to a frequency analysis section 15 which is a spectrum analyzer composed of an FFT analyzer. Is sent to the storage amount calculation unit 16 which performs the calculation. The output calculated by the storage amount calculation unit 16 is led to a display unit 17 that displays the storage amount.

【0015】またマイクロ波発振器18には、制御信号発
生器19からの出力が、発振するマイクロ波にFM変調を
与えるための制御信号として導かれており、増幅器14に
は、同制御信号発生器19からの出力が、その増幅率を制
御する信号として導入されている。
Further, the output from the control signal generator 19 is led to the microwave oscillator 18 as a control signal for applying FM modulation to the oscillating microwave, and the amplifier 14 has the same control signal generator. The output from 19 is introduced as a signal to control its amplification factor.

【0016】以上の構成において、周波数分析部15は請
求項1記載の第1の周波数分析部に対応しており、貯蔵
量演算部16は請求項1記載の第1の貯蔵量演算部に対応
している。また送受信位置はアンテナ11近傍となってお
り、詳細にはサーキュレータ12位置となっている。
In the above structure, the frequency analysis unit 15 corresponds to the first frequency analysis unit according to claim 1, and the storage amount calculation unit 16 corresponds to the first storage amount calculation unit according to claim 1. is doing. The transmission / reception position is near the antenna 11, and more specifically, the circulator 12 position.

【0017】図3は、本実施例の主要部の信号の様子を
示す説明図であり、図4は、周波数成分の分布の分析結
果を示す説明図である。なお図3における横軸方向は時
間を示しており、縦軸方向については、信号191 のみが
信号レベルを示し、その他の信号については周波数を示
している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of signals in the main part of this embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the analysis result of the distribution of frequency components. In FIG. 3, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates only the signal 191, and the other signals indicate frequency.

【0018】必要に応じて図1〜図4を参照しつつ、以
下に、請求項1記載の発明の一実施例について、その動
作説明を行う。
The operation of the first embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 as necessary.

【0019】制御信号発生器19は、期間t11 ごとに繰り
返され、周期t12 においてそのレベルが直線的に増加す
る鋸波状の制御信号 (図3の191 により示す) を生成す
ると共に、生成した制御信号191 をマイクロ波発振器18
に送出することから、マイクロ波発振器18は、図3の一
点鎖線41によって示すように、期間t12 においてその周
波数が直線的に増加するFM変調マイクロ波を発振す
る。
The control signal generator 19 generates a sawtooth control signal (indicated by 191 in FIG. 3) which is repeated every period t11 and whose level increases linearly in the period t12. 191 to microwave oscillator 18
, The microwave oscillator 18 oscillates an FM-modulated microwave whose frequency increases linearly in the period t12, as indicated by the alternate long and short dash line 41 in FIG.

【0020】このFM変調マイクロ波41は、サーキュレ
ータ12を介し、アンテナ11から下方に向かって送信され
る。そして送信されたFM変調マイクロ波41の一部51は
基準反射体34によって反射される (52により示す) 。ま
たFM変調マイクロ波41の大部分 (53により示す) は、
石油表面361 により反射される (54により示す) 。
The FM-modulated microwave 41 is transmitted downward from the antenna 11 via the circulator 12. Then, a part 51 of the transmitted FM modulated microwave 41 is reflected by the reference reflector 34 (shown by 52). Also, most of the FM modulated microwave 41 (indicated by 53) is
Reflected by oil surface 361 (shown by 54).

【0021】基準反射体34からの反射波52および石油表
面361 からの反射波54は共にアンテナ11によって受信さ
れ、サーキュレータ12を介してミキサ13に導かれるが、
アンテナ11から基準反射体34までの距離d11 とアンテナ
11から石油表面361 までの距離d12 とは異なることか
ら、基準反射体34からの反射波52については、破線42に
より示すように、距離d11 に対応する遅延時間t13 をも
ってミキサ13に導かれ、石油表面361 からの反射波54に
ついては、実線43により示すように、距離d12 に対応す
る遅延時間t14 をもってミキサ13に導かれる。
The reflected wave 52 from the reference reflector 34 and the reflected wave 54 from the oil surface 361 are both received by the antenna 11 and guided to the mixer 13 via the circulator 12.
The distance d11 from the antenna 11 to the reference reflector 34 and the antenna
Since it is different from the distance d12 from the oil surface 361 to the oil surface 361, the reflected wave 52 from the reference reflector 34 is guided to the mixer 13 with a delay time t13 corresponding to the distance d11 as shown by a broken line 42, and The reflected wave 54 from the surface 361 is guided to the mixer 13 with a delay time t14 corresponding to the distance d12, as shown by the solid line 43.

【0022】そのためミキサ13の出力131 には、反射波
52に対応する信号として、期間t15においてその周波数
がΔf1である差異信号 (破線421 により示す) が出力さ
れると共に、反射波54に対応する信号として、期間t16
においてその周波数がΔf2である差異信号 (実線431 に
より示す) が出力される。
Therefore, at the output 131 of the mixer 13, the reflected wave
As the signal corresponding to 52, the difference signal (shown by the broken line 421) whose frequency is Δf1 is output in the period t15, and as the signal corresponding to the reflected wave 54, the period t16
At, the difference signal whose frequency is Δf2 (shown by the solid line 431) is output.

【0023】これらの差異信号421 、431 が導かれた増
幅器14は、制御信号発生器19からの出力に従い、期間t1
7 においては増幅を停止することから、周波数分析部15
には、期間t17 ではその信号レベルが0であり、その他
の期間では差異信号421 、431 のそれぞれに等しい差異
信号422 、432 が導かれることになる。
The amplifier 14 to which these difference signals 421 and 431 are guided, follows the output from the control signal generator 19 and has a period t1.
Since the amplification is stopped at 7, the frequency analysis unit 15
, The signal level thereof is 0 in the period t17, and the difference signals 422 and 432 equal to the difference signals 421 and 431 are introduced in the other periods.

【0024】差異信号422 、432 は、周波数分析部15に
おいて、既に確立された技術に従ってA/D変換された
後、FFT変換され、周波数成分の分布を示す変換出力
が、周波数成分の分析結果として貯蔵量演算部16に送出
される。
The difference signals 422 and 432 are A / D-converted by the frequency analysis unit 15 according to the already established technique, and then FFT-converted, and the converted output showing the distribution of frequency components is obtained as the frequency component analysis result. It is sent to the storage amount calculation unit 16.

【0025】この変換出力は、図4に示すように、周期
t11 を示す低い周波数成分61、基準反射体34からの反射
波52を示す周波数成分62、石油表面361 からの反射波54
を示す周波数成分63、および不要反射波を示す微小な周
波数成分64や多重反射波を示す周波数成分65が現れた信
号となっている (信号422 、432 における周波数の変化
部分423 、433 については、その周波数成分が分散的で
あるため、これらの成分423 、433 はノイズフロアとし
て埋もれることになる)。
This converted output is, as shown in FIG.
Low frequency component 61 showing t11, frequency component 62 showing reflected wave 52 from the reference reflector 34, reflected wave 54 from petroleum surface 361
Is a signal in which a frequency component 63 indicating the, and a minute frequency component 64 indicating the unnecessary reflected wave and a frequency component 65 indicating the multiple reflected wave appear (for the frequency change parts 423 and 433 of the signals 422 and 432, Since their frequency components are dispersive, these components 423 and 433 will be buried as a noise floor).

【0026】なお基準反射体34からの反射波52に対応す
る周波数成分62については、基準反射体34の位置が固定
されており、貯蔵タンク37内のマイクロ波の伝播速度は
予め予期される範囲内の速度に限定されることから、そ
の周波数成分の中心値は、その範囲を予め限定すること
が可能となっている。そのため貯蔵量演算部16は、予め
限定された周波数範囲 (Δf1の近傍の周波数範囲) にお
いて、そのレベルの大きい周波数成分 (この場合には62
が該当する)の検出を行い、その中心周波数Δf1を検出
する。
Regarding the frequency component 62 corresponding to the reflected wave 52 from the reference reflector 34, the position of the reference reflector 34 is fixed, and the propagation velocity of the microwaves in the storage tank 37 is within a range expected in advance. Since the center value of the frequency component is limited in advance, the range can be limited in advance. Therefore, the storage amount calculation unit 16 determines that the frequency component with a large level (62 in this case) in the limited frequency range (frequency range near Δf1) is limited in advance.
Is applicable), and the center frequency Δf1 is detected.

【0027】次いで貯蔵量演算部16は、Δf1より周波数
高い側の範囲について、そのレベルの大きい周波数成分
の検出を行うことから、周波数成分63が検出の対象とな
り、その中心周波数Δf2が検出される。
Next, the storage amount calculation unit 16 detects a frequency component having a high level in the range higher in frequency than Δf1, so that the frequency component 63 is the object of detection and its center frequency Δf2 is detected. ..

【0028】これらの周波数Δf1、Δf2は Δf1/Δf2=d11 /d12 の関係にあり、距離d11 は既知であることから、貯蔵量
演算部16は上記式に基づいて、アンテナ11から石油表面
361 までの距離d12 を演算し、その演算結果に基づいて
石油36の貯蔵量を算出する。そして算出結果を表示器17
に送出し、表示させる。
Since these frequencies Δf1 and Δf2 have a relationship of Δf1 / Δf2 = d11 / d12, and the distance d11 is known, the storage amount calculation unit 16 uses the above formula to calculate the storage amount from the antenna 11 to the oil surface.
The distance d12 to 361 is calculated, and the storage amount of oil 36 is calculated based on the calculation result. Then, the calculation result is displayed on the display 17
To display and display.

【0029】以下に、請求項2記載の発明の一実施例に
ついて、図面を参照しつつその説明を行う。
An embodiment of the invention described in claim 2 will be described below with reference to the drawings.

【0030】この実施例の電気的構成は、図1に示すブ
ロック線図と極めて近似していることから、図1を用い
てその構成を説明する。
The electrical configuration of this embodiment is very similar to the block diagram shown in FIG. 1, so that the configuration will be described with reference to FIG.

【0031】アンテナ11、サーキュレータ12、ミキサ1
3、増幅器14、周波数分析部15、マイクロ波発振器18、
制御信号発生器19、および表示器17はその構成が同一で
あり、相違点は貯蔵量演算部16のみとなっていて、貯蔵
量演算部16は、貯蔵物の表面からの反射波を示すレベル
の周波数成分の周波数に基づいて貯蔵量の演算を行う構
成となっている。
Antenna 11, circulator 12, mixer 1
3, amplifier 14, frequency analysis unit 15, microwave oscillator 18,
The control signal generator 19 and the indicator 17 have the same configuration, and the only difference is the storage amount calculation unit 16, and the storage amount calculation unit 16 is a level that indicates the reflected wave from the surface of the stored material. The storage amount is calculated based on the frequency of the frequency component of.

【0032】また図1に示すブロック線図において、周
波数分析部15は請求項2記載の第2の周波数分析部に対
応し、貯蔵量演算部16は請求項2記載の第2の貯蔵量演
算部に対応している。
Further, in the block diagram shown in FIG. 1, the frequency analysis unit 15 corresponds to the second frequency analysis unit described in claim 2, and the storage amount calculation unit 16 calculates the second storage amount calculated in claim 2. It corresponds to the department.

【0033】また図2に示す基準反射体34については、
請求項1記載の発明では、基準位置を示すための反射体
としてその反射を積極的に利用していたが、請求項2記
載の発明の構成では、この基準反射体34は必要となって
いない。
Regarding the reference reflector 34 shown in FIG.
In the invention of claim 1, the reflection is positively used as a reflector for indicating the reference position, but in the configuration of the invention of claim 2, the reference reflector 34 is not necessary. ..

【0034】しかし以下における説明では、その説明を
分かり易いものとするため、基準反射体34については、
石油タンクの強度の関係上、構造体の一部として不可欠
であり、取り去ることが不可能となっていて、不要反射
を生じる構造の一部に対応しているとする。
However, in the following description, in order to make the description easy to understand, the reference reflector 34 will be described as follows.
It is indispensable as a part of the structure due to the strength of the oil tank, and it is impossible to remove it, and it corresponds to a part of the structure that causes unnecessary reflection.

【0035】以上のことから、貯蔵量演算部16には、図
4に示す周波数分布の波形が導かれることになるが、こ
のときには、基準反射体34からの反射波52を示す周波数
成分62は不要反射を示す周波数成分となる。
From the above, the waveform of the frequency distribution shown in FIG. 4 is guided to the storage amount calculation unit 16, but at this time, the frequency component 62 indicating the reflected wave 52 from the reference reflector 34 is It becomes a frequency component showing unnecessary reflection.

【0036】一方、貯蔵量演算部16は、周波数成分の検
出範囲が限定された構成となっていて、周波数成分の検
出範囲は、石油36の貯蔵量が最大時の石油表面(図2の
362により示す) に対応する周波数f3より高い周波数範
囲に限られている。そして周波数f3以下の周波数成分に
ついては不要反射であるとして、その周波数成分の検出
を行わない構成となっている。
On the other hand, the storage amount calculation unit 16 has a configuration in which the detection range of the frequency component is limited, and the detection range of the frequency component is the surface of the petroleum when the storage amount of the petroleum 36 is the maximum (see FIG. 2).
(Represented by 362) is limited to a frequency range higher than the frequency f3 corresponding to The frequency component below the frequency f3 is regarded as unnecessary reflection, and the frequency component is not detected.

【0037】また貯蔵量演算部16は、周波数がf3以上の
周波数範囲においては、そのレベルが最大となる周波数
成分が石油表面361 からの反射波であると判定する動作
を行うようになっている。
Further, the storage amount calculation unit 16 performs an operation of determining that the frequency component having the maximum level is the reflected wave from the petroleum surface 361 in the frequency range of f3 or higher. ..

【0038】請求項2記載の発明における貯蔵タンク監
視装置の一実施例の電気的構成は以上のようになってお
り、以下にその動作説明を行う。
The electrical construction of one embodiment of the storage tank monitoring device according to the second aspect of the present invention is as described above, and its operation will be described below.

【0039】図4に示す分析結果が与えられた貯蔵量演
算部16は、周波数範囲f3以上の範囲内においてそのレベ
ルが最大となる周波数成分のサーチを行うことから、周
波数f3以上の範囲においてそのレベルが最大である周波
数成分63が石油表面361 からの反射波を示すものである
と判定され、周波数成分63の中心周波数Δf2が貯蔵量演
算部16によって検出される。そして検出された周波数Δ
f2に基づいて距離d12の演算が行われ、その演算結果に
基づいて石油36の貯蔵量が算出される。
The storage amount calculation unit 16 to which the analysis result shown in FIG. 4 is given searches for the frequency component having the maximum level within the frequency range f3 or higher. It is determined that the frequency component 63 having the maximum level indicates the reflected wave from the oil surface 361, and the central frequency Δf2 of the frequency component 63 is detected by the storage amount calculation unit 16. And the detected frequency Δ
The distance d12 is calculated based on f2, and the storage amount of the oil 36 is calculated based on the calculation result.

【0040】この算出結果は表示器17に導かれ表示され
ることになるが、このとき表示される値は、不要反射の
原因となる基準反射体34からの反射波52の周波数成分62
のレベルが極めて大きいにも関わらず、石油表面361 の
位置に正確に対応した貯蔵量となる。
The result of this calculation is guided to the display 17 and displayed. The value displayed at this time is the frequency component 62 of the reflected wave 52 from the reference reflector 34 that causes unnecessary reflection.
Despite its extremely high level, the storage volume corresponds exactly to the position of the oil surface 361.

【0041】なお本発明は上記実施例に限定されず、貯
蔵物については石油36に適用した場合について説明した
が、その他の貯蔵物として、LPG、LNG等の液体の
貯蔵物の場合にも適用することが可能であり、さらには
粉体等の貯蔵物の場合にも同様に適用することが可能で
ある。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the stored matter is applied to petroleum 36, but the present invention is also applied to other stored materials such as LPG and LNG. It is also possible to apply the same to a stored material such as powder.

【0042】また基準反射体34については、アンテナハ
ウジング32の開口部321 の端部近傍に設けられた偏平な
リングとした場合について説明したが、その他の形状と
して、例えば突起形状等の任意の形状とすることが可能
であり、さらには構造体の一部 (例えば梁等) を基準反
射体と共用する構成とすることも可能である。
The reference reflector 34 has been described as a flat ring provided in the vicinity of the end of the opening 321 of the antenna housing 32, but other shapes, such as a projection shape, may be used. In addition, a part of the structure (such as a beam) may be shared with the reference reflector.

【0043】また周波数分析部15については、FFTア
ナライザを用いた場合について説明したが、その他のス
ペクトラムアナライザを用いた構成等とすることが可能
である。
The frequency analysis unit 15 has been described using the FFT analyzer. However, it is possible to use another spectrum analyzer or the like.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、貯蔵タンク内に
FM変調マイクロ波を反射する基準反射体を設け、反射
波に対応する差異信号の周波数成分を第1の周波数分析
部によって分析した後、その分析結果を基として、基準
反射体の位置を示す周波数成分と貯蔵物の反射面の位置
を示す周波数成分との双方の周波数の比率から、第1の
貯蔵量演算部により貯蔵物の貯蔵量を演算させているの
で、貯蔵量の演算においてマイクロ波の伝播速度を示す
パラメータが消去されることから、マイクロ波の伝播速
度の変化が計測値に与える影響を除去することが可能と
なっている。また請求項2記載の発明は、第2の貯蔵量
演算部によって、第2の周波数分析部により分析された
周波数成分のうち、貯蔵物からの反射を示す周波数成分
をレベルに基づいて識別し、識別された周波数成分の周
波数に基づいて貯蔵物の貯蔵量を演算させているので、
不要反射が演算過程から除外されるため、不要反射波の
影響の除去が可能になっている。
According to the first aspect of the present invention, the reference reflector for reflecting the FM modulated microwave is provided in the storage tank, and the frequency component of the difference signal corresponding to the reflected wave is analyzed by the first frequency analysis unit. After that, based on the analysis result, the first storage amount calculation unit calculates the storage contents of the stored material by using the ratio of the frequencies of both the frequency component indicating the position of the reference reflector and the frequency component indicating the position of the reflection surface of the storage object. Since the storage amount is calculated, the parameter indicating the microwave propagation velocity is deleted in the calculation of the storage amount, so it is possible to eliminate the influence of changes in the microwave propagation velocity on the measured values. ing. In the invention according to claim 2, among the frequency components analyzed by the second frequency analysis unit, the second storage amount calculation unit identifies the frequency component indicating the reflection from the stored object based on the level, Since the storage amount of the stored material is calculated based on the frequency of the identified frequency component,
Since the unnecessary reflection is excluded from the calculation process, it is possible to remove the influence of the unnecessary reflected wave.

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

【図1】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を石油の貯蔵を行う貯蔵タンクに適用し
た場合の一実施例の石油タンク内部を示す概略説明図で
ある。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing the inside of an oil tank of one embodiment when the present invention is applied to a storage tank for storing oil.

【図3】図1に示す実施例の主要部の信号の様子を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of signals of a main part of the embodiment shown in FIG.

【図4】周波数成分の分布の分析結果を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing analysis results of frequency component distribution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15 第1または第2の周波数分析部 16 第1または第2の貯蔵量演算部 37 貯蔵タンク 41 FM変調マイクロ波 52、54 反射波 131 差異信号 15 First or second frequency analysis unit 16 First or second storage amount calculation unit 37 Storage tank 41 FM modulated microwave 52, 54 Reflected wave 131 Difference signal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 貯蔵タンク内の貯蔵物方向に向かってF
M変調マイクロ波を送信し、このFM変調マイクロ波の
送受信位置における送信信号であるFM変調マイクロ波
と前記送受信位置における前記貯蔵物方向から反射され
た反射波であるFM変調マイクロ波との差異を示す差異
信号に基づいて前記貯蔵物の貯蔵量の検出を行う貯蔵タ
ンク監視装置において、 前記貯蔵タンク内に設けられ、前記FM変調マイクロ波
を反射する基準反射体と、 前記差異信号の周波数成分の分布の分析を行う第1の周
波数分析部と、 第1の周波数分析部によって分析された周波数成分のう
ち、前記基準反射体の位置を示す周波数成分と前記貯蔵
物の反射面の位置を示す周波数成分との双方の周波数の
比率に基づいて前記貯蔵物の貯蔵量を演算する第1の貯
蔵量演算部とを備えたことを特徴とする貯蔵タンク監視
装置。
1. F toward the stored material in the storage tank
The M modulated microwave is transmitted, and this FM modulated microwave
FM modulated microwave that is a transmission signal at a transmission / reception position
And reflected from the storage direction at the transmitting and receiving position
Difference showing difference from FM modulated microwave which is reflected wave
A storage device for detecting the storage amount of the storage product based on a signal
And a FM modulation microwave provided in the storage tank.
And a first reflector for analyzing the distribution of frequency components of the difference signal.
The wave number analysis unit and the frequency component analyzed by the first frequency analysis unit
The frequency component indicating the position of the reference reflector and the storage
Of both the frequency component and the frequency component indicating the position of the reflecting surface of the object
A first storage for calculating a storage amount of the storage based on a ratio.
Storage tank monitoring characterized by having a storage amount calculation unit
apparatus.
【請求項2】 貯蔵タンク内の貯蔵物方向に向かってF
M変調マイクロ波を送信し、このFM変調マイクロ波の
送受信位置における送信信号であるFM変調マイクロ波
と前記送受信位置における前記貯蔵物方向から反射され
た反射波であるFM変調マイクロ波との差異を示す差異
信号に基づいて前記貯蔵物の貯蔵量の検出を行う貯蔵タ
ンク監視装置において、 前記差異信号の周波数成分の分布を分析する第2の周波
数分析部と、 第2の周波数分析部により分析された周波数成分のう
ち、前記貯蔵物からの反射を示すレベルの周波数成分の
周波数に基づいて前記貯蔵物の貯蔵量を演算する第2の
貯蔵量演算部とを備えたことを特徴とする貯蔵タンク監
視装置。
2. F toward the stored material in the storage tank
The M-modulated microwave is transmitted, and the difference between the FM-modulated microwave that is the transmission signal at the transmission / reception position of the FM-modulated microwave and the FM-modulation microwave that is the reflected wave reflected from the storage direction at the transmission / reception position is determined. In the storage tank monitoring device that detects the storage amount of the stored material based on the difference signal shown, the second frequency analysis unit that analyzes the distribution of the frequency components of the difference signal, and the second frequency analysis unit analyzes the distribution. A second storage amount calculation unit that calculates a storage amount of the stored material based on a frequency of a frequency component of a level indicating reflection from the stored material among the frequency components. Monitoring equipment.
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