JPH0535811B2 - - Google Patents
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- JPH0535811B2 JPH0535811B2 JP60268178A JP26817885A JPH0535811B2 JP H0535811 B2 JPH0535811 B2 JP H0535811B2 JP 60268178 A JP60268178 A JP 60268178A JP 26817885 A JP26817885 A JP 26817885A JP H0535811 B2 JPH0535811 B2 JP H0535811B2
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- JP
- Japan
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- light
- liquid
- liquid level
- container
- surface tension
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
- B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
- B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
- B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
- B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
- B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は液面測定方法および装置の改良に関
し、更に詳細にのべると、例えばガラスびん等の
透光性の容器内に充填された酒種、調味料等の液
体の液面を液ゆれに関係なく有効に測定し得る液
面測定方法および装置に関するものである。 従来技術と問題点 一般に液内を瓶詰する工程における製品の管理
の一つとして液体の正味量の検査が知られてい
る。 従来、この種の検査方法として目視によるもの
と検査機によるものとがある。検査機としてはＸ
線により液部での減衰を利用したもの、静電容量
形のセンサーを利用したもの、又は本出願人の出
願に係る特開昭60−200126号に示すように液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）の反射
光の位置を計測するもの等がある。しかし、かか
る従来技術のいずれもびんの搬送中に生ずう液ゆ
れの影響のために正確に液面を測定することがで
きず、従つて、液体の正味量を正確に測定するこ
とができないという欠点があつた。このため良品
を排除したり不良品を見逃したりする等の問題が
あつた。 問題点を解決するための手段 本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点を改
善した実用上有益な液面測定方法および装置を提
供することにある。 かかる目的を達成するために本発明では容器の
一方および他方から光線を照射し、照射側と対向
する一方の液面の表面張力による上昇部分（せり
上り部分）の反射光および屈折光と他方の液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）の反射
光および屈折光とを測定し、これら一方および他
方の反射光と屈折光との測定値の中間値を補正値
とすることにより液面ゆれの誤差を最小限にしよ
うとするものである。 実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図を参照すると、本発明を実施する液面測
定装置が示していある。この液面測定装置は透光
性の容器１０の一方側に配置された第一の光照射
手段１１と容器の他方側に配置された第二の光照
射手段１２とを備えている。 容器１０は図示の実施例ではガラスびんから成
り、この容器内には任意の液体１３が充填されて
いる。この液体は図示の実施例では酒等の飲料水
から成る。通常、この容器は多数並べて図示しな
いベルトコンベアで運ばれ、この運搬中に液体が
一定量充填される。 第一の光照射手段１１と第二の光照射手段１２
とは図示の実施例では同様の構成から成つてい
る。即ち、これら手段は光源１４と拡散板１５と
から成る。光源は高出力のハロゲンランプ、白熱
灯、高周波蛍光灯又はレーザー光灯から成る。 第一の光照射手段１１の光源と第二の光照射手
段１２の光源とは容器の液面１６により下方位置
から光線を液面に照射するように液面よりも下方
に配置され且つこれら光源は容器の中心軸を通り
その直径方向に相対向して配置されている。 これら光源から出た光は拡散板を通つて容器の
液面、特に第１図に示すように液ゆれによつて傾
斜した液面の表面張力による上昇部分（せり上り
部分）２０，２１に照射される。液ゆれによつて
表面張力による上昇部分（せり上り部分）２０は
下方に位置し、表面張力による上昇部分（せり上
り部分）２１は上方に位置している。 測光手段３０が配置され、この測光手段は表面
張力による上昇部分（せり上り部分）２０，２１
に対向するように容器の一側に配置された第１の
受光カメラ３１と同じく表面張力による上昇部分
（せり上り部分）２０，２１に対向するように容
器に他側に配置された第２の受光カメラ３２とこ
れら受光カメラに接続された判定処理回路３３と
から成つている（第１図参照）。 この判定処理回路は、図示しない光電変換器と
デイスプレー手段と演算手段とから成る。光電変
換器は受光カメラで受取られる光を例えば電圧に
変換する。デイスプレー手段は、この変換された
電圧を表示する。演算手段は一方の液面の表面張
力による上昇部分（せり上り部分）の反射光およ
び屈折光と他方の液面の表面張力により上昇部分
（せり上り部分）の反射光および屈折光との値の
平均値を演算するように設定されている。 尚、ベルトコンベア上のびんによつて作動され
る光電スイツチ（図示せず）が設けられ、この光
電スイツチがONにされると、受光カメラに反射
光および屈折光の映像がとり入れられる。 第２図に光照射手段から発せられた光の光路を
示す。第１の光照射手段１１から発せられた光に
は液面の表面張力により上昇部分（せり上り部
分）２０−ａにおいて、反射され第１の受光カメ
ラに受光されるものと、液面の表面張力にる上昇
部分（せり上り部分）２０−ｂでの屈折に引きつ
づいて、液面の表面張力による上昇部分（せり上
り部分）２０−ｃで屈折され第１の受光カメラに
受光されるものがある。 第２の照射手段１２から発せられた光にも同様
に液面の表面張力による上昇部分（せり上り部
分）２１−ａにおいて反射され、第２の受光カメ
ラに受光されるものと、液面の表面張力による上
昇部分（せり上り部分）２１−ｂでの屈折に引き
つづいて、液面の表面張力による上表部分（せり
上り部分）２１−ｂで屈折され第２の受光カメラ
に受光されるものがある。 第３図に液ゆれが大きい場合の光路を示す。液
ゆれが大きい場合には液面が大きく傾くために、
液面全体での反射光および屈折光が観測される。
そのため受光カメラにとれえられる光は大きく広
がつてしまう。 このようにして受光カメラで撮影された液面の
映像が第４図に示される。図中、ａは下方液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）での反
射光、ｂは下方液面の表面張力による上昇部分
（せり上り部分）での屈折光、ｃは上方液面の表
面張力による上昇部分（せり上り部分）での反射
光、ｄは上表液面の表面張力による上昇部分（せ
り上り部分）での屈折光を示す。 尚、上記実施例において、光源の印加電圧、照
射方法、受光カメラの絞りは、映像を見ながら液
面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）か
らの光が適度な光量になるように調整を行うこと
ができる。この調整は容器の形状、色等に応じて
適宜行うことができる。 尚、上記実施例では受光カメラを２台用いてい
るが、必ずしも２台用いる必要はない。例えば、
容器の上方に一台の受光カメラを配置し、両側の
液面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）
の夫々の屈折光および反射光の光路上にミラーを
配置しこれらミラーで反射された液面の表面張力
による上昇部分（せり上り部分）の反射光および
屈折光を上記受光カメラで受光するように構成す
ることができる。 次の上記のように構成した装置の作用について
説明するとともに本発明の補正方式について述べ
る。 先ず、上記装置をベルトコンベアにまたがつて
設置する。このコンベア上を移動されてきたびん
は、光電スイツチを作動させこれによる液面の映
像情報が受光カメラにとりかこまれる。 このようにして得られた映像が上述のように第
４図に示される。この映像は同一時のびんの表裏
の映像で、これを判定処理回路に通すことによ
り、中心について対峙する液面の位置を算出する
ことができる。補正においては各映像のびんの中
心部の液面位置を計測した。 液ゆれが小さい場合は反射部下端までの高さ、
すなわち第４図に示したａおよびｃから補正液面
位置を求める。補正方法は２つの平均値を算出す
る方法で（ａ＋ｃ）／２である。 また屈折光についても第４図に示したｂおよび
ｄから（ｂ＋ｄ）／２で補正値とすることができ
る。 また液ゆれが激しい場合には液面の表面張力に
よる上昇部分（せり上り部分）からの光が上下に
広がるために一つの映像から得られる液面位置は
この光つている部分の中心とする。これは第４図
では（ａ＋ｂ）／２および（ｃ＋ｄ）／２にあた
る。 次にこれらの２つの液面位置から補正液面位置
を求める。これも２つの液面位置の平均値として
求める。すなわち第４図に基いてのべると、 ｛（ａ＋ｂ）／２＋（ｃ＋ｄ）／２｝／２＝ （ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４ このようにして補正された結果を第１表と、第
５〜７図に示す。
し、更に詳細にのべると、例えばガラスびん等の
透光性の容器内に充填された酒種、調味料等の液
体の液面を液ゆれに関係なく有効に測定し得る液
面測定方法および装置に関するものである。 従来技術と問題点 一般に液内を瓶詰する工程における製品の管理
の一つとして液体の正味量の検査が知られてい
る。 従来、この種の検査方法として目視によるもの
と検査機によるものとがある。検査機としてはＸ
線により液部での減衰を利用したもの、静電容量
形のセンサーを利用したもの、又は本出願人の出
願に係る特開昭60−200126号に示すように液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）の反射
光の位置を計測するもの等がある。しかし、かか
る従来技術のいずれもびんの搬送中に生ずう液ゆ
れの影響のために正確に液面を測定することがで
きず、従つて、液体の正味量を正確に測定するこ
とができないという欠点があつた。このため良品
を排除したり不良品を見逃したりする等の問題が
あつた。 問題点を解決するための手段 本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点を改
善した実用上有益な液面測定方法および装置を提
供することにある。 かかる目的を達成するために本発明では容器の
一方および他方から光線を照射し、照射側と対向
する一方の液面の表面張力による上昇部分（せり
上り部分）の反射光および屈折光と他方の液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）の反射
光および屈折光とを測定し、これら一方および他
方の反射光と屈折光との測定値の中間値を補正値
とすることにより液面ゆれの誤差を最小限にしよ
うとするものである。 実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図を参照すると、本発明を実施する液面測
定装置が示していある。この液面測定装置は透光
性の容器１０の一方側に配置された第一の光照射
手段１１と容器の他方側に配置された第二の光照
射手段１２とを備えている。 容器１０は図示の実施例ではガラスびんから成
り、この容器内には任意の液体１３が充填されて
いる。この液体は図示の実施例では酒等の飲料水
から成る。通常、この容器は多数並べて図示しな
いベルトコンベアで運ばれ、この運搬中に液体が
一定量充填される。 第一の光照射手段１１と第二の光照射手段１２
とは図示の実施例では同様の構成から成つてい
る。即ち、これら手段は光源１４と拡散板１５と
から成る。光源は高出力のハロゲンランプ、白熱
灯、高周波蛍光灯又はレーザー光灯から成る。 第一の光照射手段１１の光源と第二の光照射手
段１２の光源とは容器の液面１６により下方位置
から光線を液面に照射するように液面よりも下方
に配置され且つこれら光源は容器の中心軸を通り
その直径方向に相対向して配置されている。 これら光源から出た光は拡散板を通つて容器の
液面、特に第１図に示すように液ゆれによつて傾
斜した液面の表面張力による上昇部分（せり上り
部分）２０，２１に照射される。液ゆれによつて
表面張力による上昇部分（せり上り部分）２０は
下方に位置し、表面張力による上昇部分（せり上
り部分）２１は上方に位置している。 測光手段３０が配置され、この測光手段は表面
張力による上昇部分（せり上り部分）２０，２１
に対向するように容器の一側に配置された第１の
受光カメラ３１と同じく表面張力による上昇部分
（せり上り部分）２０，２１に対向するように容
器に他側に配置された第２の受光カメラ３２とこ
れら受光カメラに接続された判定処理回路３３と
から成つている（第１図参照）。 この判定処理回路は、図示しない光電変換器と
デイスプレー手段と演算手段とから成る。光電変
換器は受光カメラで受取られる光を例えば電圧に
変換する。デイスプレー手段は、この変換された
電圧を表示する。演算手段は一方の液面の表面張
力による上昇部分（せり上り部分）の反射光およ
び屈折光と他方の液面の表面張力により上昇部分
（せり上り部分）の反射光および屈折光との値の
平均値を演算するように設定されている。 尚、ベルトコンベア上のびんによつて作動され
る光電スイツチ（図示せず）が設けられ、この光
電スイツチがONにされると、受光カメラに反射
光および屈折光の映像がとり入れられる。 第２図に光照射手段から発せられた光の光路を
示す。第１の光照射手段１１から発せられた光に
は液面の表面張力により上昇部分（せり上り部
分）２０−ａにおいて、反射され第１の受光カメ
ラに受光されるものと、液面の表面張力にる上昇
部分（せり上り部分）２０−ｂでの屈折に引きつ
づいて、液面の表面張力による上昇部分（せり上
り部分）２０−ｃで屈折され第１の受光カメラに
受光されるものがある。 第２の照射手段１２から発せられた光にも同様
に液面の表面張力による上昇部分（せり上り部
分）２１−ａにおいて反射され、第２の受光カメ
ラに受光されるものと、液面の表面張力による上
昇部分（せり上り部分）２１−ｂでの屈折に引き
つづいて、液面の表面張力による上表部分（せり
上り部分）２１−ｂで屈折され第２の受光カメラ
に受光されるものがある。 第３図に液ゆれが大きい場合の光路を示す。液
ゆれが大きい場合には液面が大きく傾くために、
液面全体での反射光および屈折光が観測される。
そのため受光カメラにとれえられる光は大きく広
がつてしまう。 このようにして受光カメラで撮影された液面の
映像が第４図に示される。図中、ａは下方液面の
表面張力による上昇部分（せり上り部分）での反
射光、ｂは下方液面の表面張力による上昇部分
（せり上り部分）での屈折光、ｃは上方液面の表
面張力による上昇部分（せり上り部分）での反射
光、ｄは上表液面の表面張力による上昇部分（せ
り上り部分）での屈折光を示す。 尚、上記実施例において、光源の印加電圧、照
射方法、受光カメラの絞りは、映像を見ながら液
面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）か
らの光が適度な光量になるように調整を行うこと
ができる。この調整は容器の形状、色等に応じて
適宜行うことができる。 尚、上記実施例では受光カメラを２台用いてい
るが、必ずしも２台用いる必要はない。例えば、
容器の上方に一台の受光カメラを配置し、両側の
液面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）
の夫々の屈折光および反射光の光路上にミラーを
配置しこれらミラーで反射された液面の表面張力
による上昇部分（せり上り部分）の反射光および
屈折光を上記受光カメラで受光するように構成す
ることができる。 次の上記のように構成した装置の作用について
説明するとともに本発明の補正方式について述べ
る。 先ず、上記装置をベルトコンベアにまたがつて
設置する。このコンベア上を移動されてきたびん
は、光電スイツチを作動させこれによる液面の映
像情報が受光カメラにとりかこまれる。 このようにして得られた映像が上述のように第
４図に示される。この映像は同一時のびんの表裏
の映像で、これを判定処理回路に通すことによ
り、中心について対峙する液面の位置を算出する
ことができる。補正においては各映像のびんの中
心部の液面位置を計測した。 液ゆれが小さい場合は反射部下端までの高さ、
すなわち第４図に示したａおよびｃから補正液面
位置を求める。補正方法は２つの平均値を算出す
る方法で（ａ＋ｃ）／２である。 また屈折光についても第４図に示したｂおよび
ｄから（ｂ＋ｄ）／２で補正値とすることができ
る。 また液ゆれが激しい場合には液面の表面張力に
よる上昇部分（せり上り部分）からの光が上下に
広がるために一つの映像から得られる液面位置は
この光つている部分の中心とする。これは第４図
では（ａ＋ｂ）／２および（ｃ＋ｄ）／２にあた
る。 次にこれらの２つの液面位置から補正液面位置
を求める。これも２つの液面位置の平均値として
求める。すなわち第４図に基いてのべると、 ｛（ａ＋ｂ）／２＋（ｃ＋ｄ）／２｝／２＝ （ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４ このようにして補正された結果を第１表と、第
５〜７図に示す。
【表】
第５図、第６図は特開昭60−200126号に記載さ
れた技術による結果を示し、第７図は本発明の結
果を示す。図中、は各測定値の平均値を示す。
本発明ではが45.4で静止値45.3に比べて0.1の誤
差しかなく第５図、第６図に示す従来技術に比べ
てきわめて精度よく液面を測定することができ
た。 発明の効果 本発明によれば、上記の如く液ゆれによつて生
じた容器の表裏における表面張力の上昇部部分の
うち一方の上昇部分の反射光および屈折光と他方
の上昇部分の反射光および屈折光とを測定し、こ
れら反射光と屈折光との中間値を補正することに
よつてたとえ液がゆれていてもきわめて精度良く
液面の測定が可能となるという実益がある。
れた技術による結果を示し、第７図は本発明の結
果を示す。図中、は各測定値の平均値を示す。
本発明ではが45.4で静止値45.3に比べて0.1の誤
差しかなく第５図、第６図に示す従来技術に比べ
てきわめて精度よく液面を測定することができ
た。 発明の効果 本発明によれば、上記の如く液ゆれによつて生
じた容器の表裏における表面張力の上昇部部分の
うち一方の上昇部分の反射光および屈折光と他方
の上昇部分の反射光および屈折光とを測定し、こ
れら反射光と屈折光との中間値を補正することに
よつてたとえ液がゆれていてもきわめて精度良く
液面の測定が可能となるという実益がある。
第１図は本発明に係る液面測定装置の概略構成
図、第２図は本発明の測定方法を示す要部の断面
図、第３図は液ゆれが大きい場合の測定方法を示
す第２図と同様の断面図、第４図は液面の映像を
示す図、第５図および第６図は従来技術の測定値
のヒストグラム、第７図は本発明の測定値のヒス
トグラムである。 １０……容器、１１……第１の光照射手段、１
２……第２の光照射手段、２０，２１……表面張
力による上昇部分（せり上り部分）、３０……測
光手段、３１，３２……受光カメラ。
図、第２図は本発明の測定方法を示す要部の断面
図、第３図は液ゆれが大きい場合の測定方法を示
す第２図と同様の断面図、第４図は液面の映像を
示す図、第５図および第６図は従来技術の測定値
のヒストグラム、第７図は本発明の測定値のヒス
トグラムである。 １０……容器、１１……第１の光照射手段、１
２……第２の光照射手段、２０，２１……表面張
力による上昇部分（せり上り部分）、３０……測
光手段、３１，３２……受光カメラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性の容器の一方で容器内の液体の液面よ
り下方位置から該液面に向つて光線を照射し、前
記容器の他方で前記一方の光線の照射位置と対向
する位置で且つ液面より下方位置から液面に向つ
て光線を照射し、前記一方の光線照射位置側の液
面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）の
反射光および屈折光と他方の光線照射位置側の液
面の表面張力による上昇部分（せり上り部分）の
反射光および屈折光とを判定することを特徴とす
る液面測定方法。 ２ 透光性の容器の一方側で容器内の液体の液面
より下方位置から液面に向つて光線を照射する第
１の光照射手段と、容器の他方側で液面より下方
位置から液面に向つて光線を照射する第二の光照
射手段と、前記第第一の光照射手段による前記第
二の光照射手段側の液面の上昇部分（せり上り部
分）の反射光および屈折光と第二の光照射手段に
よる前記第一の光照射手段側の液面の表面張力に
よる上昇部分（せり上り部分）の反射光および屈
折光とを測定する測光手段とを備えて成る液面測
定装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60268178A JPS62127633A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 液面測定方法および装置 |
| US06/933,987 US4733095A (en) | 1985-11-28 | 1986-11-24 | Method and device for detecting average liquid level in a bottle |
| EP86116485A EP0224874B1 (en) | 1985-11-28 | 1986-11-27 | Method and device for detecting liquid level |
| CA000524017A CA1277508C (en) | 1985-11-28 | 1986-11-27 | Method and device for detecting liquid level |
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