JPH0613986B2 - 貯蔵液体又は固体原料の量を決定して指示するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲(1)の前文によれば、大気圧
又は他の基準圧力に対して、容器内部の残留容積を満た
す空気、気体又は蒸気の量と共に密封可能な容器内に含
まれている貯蔵液体又は固体原料の量を決定して指示す
るための方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕 大気圧又は他の基準圧力に対して、ボイルの法則を用い
て容器中の気体の容積又は量を置換してその容積又は量
を決定することにより、断続的に密封される容器内の貯
蔵液体又は固体原料の量を測定するための方法及び装置
は、多くのいろいろな形で知られている。

従って、例えば、公知の構造では、圧力計を有する接続
管路により容器気体区域に接続されているピストン及び
ピストン・ロッドを有するシリンダー使用して、容器気
体区域容積又は容器中の気体量を増減している。圧力補
償装置がシリンダー室と大気との間に設けられていて、
ピストンが最大範囲まで延びた時、シリンダー室と大気
とが接続するようになっているので、圧力補償は容器気
体区域と大気間に生じる。ピストンをシリンダー中へ挿
入すると、圧力補償開口部は容器と分かれるので、容器
気体区域は大気に対して密閉される。容器気体区域に接
続されている気体充填シリンダーの容積を低下すること
により、更にピストン押し込めば容器内部の圧力が上昇
することになる。この圧力上昇は気体充填区域の大きさ
と、ピストンを通して押し込まれた気体量とによっての
み決まるので、圧力上昇によって容器気体区域の容積が
与えられ、従って容器の全容積がわかれば、容器中の充
填されている貯蔵製品量がわかる（ドイツ特許第８９７
３３１号及び米国特許第１５０８９６９号）。

上記構造（ドイツ特許第８９７３３１号）及び同様な作
用構造形式と方法による場合において、容器気体区域容
積又は気体含有量を決定することにより貯蔵製品量を測
定するという原理で、測定の十分な精度を絶えず得るた
めには、複雑で、面積又は容積が大きく構造、例えばシ
リンダー装置、付加容器等が必要になるという欠点が生
じる。更に、シリンダー−ピストン方式では、測定誤差
を避けるために、長期間高度の密封が必要である。この
ような装置の場合におけるこの問題の可能な解決法は、
例えば接地型シリンダー−ピストンと壁部とによるよう
な技術的にも極端に高い費用と労力とによってのみ達成
され得るのである。シリンダー及びピストン方式を航空
機や自動車に使用すると、重量とそのハウジングのスペ
ース不足のために、又特に可燃性液体の場合、容易に発
火し得る空気−蒸気混合物があって、シリンダー−ピス
トン方式の極端な密封水準が必要である場合には非常に
問題がある。更に、ピストンを入れたり伸ばしたりする
スペースの必要条件についても同様か、又はそれ以上の
問題がある。

ドイツ特許第６９７３４１号には、気体測定圧力媒体を
供給して容器気体区域における圧力上昇を測定すること
により、大気に対して一時的に密封される容器内の貯蔵
原料量を決定するための他の公知の装置が記載されてい
る。この装置は、容器気体区域が、気液の洩れがなく、
風船状で弾性がある外被によって、貯蔵原料と別になっ
ていて、その空の区域では原発性気体−空気混合物が形
成し得ないようにしている点だけが前記装置と基本的に
相異している。この充満可能な外被の有効容積は、貯蔵
される液体の量によって変化する。外被は、充満した状
態で、容器は空のまま、少なくとも容器内部全体を満た
し得るだけの十分な大きさがなければならない。

この装置の場合には、前記装置の欠点に加えて、外被を
容器に組込むか、又は取付けなければならないという付
加的費用もあり、その寸法は、特に内部寸法が容器の形
状に大きく依存しなければてらない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、相当する装置が、経済的費用が少なく
スペースの必要条件が殆どなく製作されることができ、
特別な密封の問題もなく、同時に測定精度と、指示、応
答、調整度及び機能的信頼性に関して、少なくとも公知
の装置と同じ必要条件を満足し、付加的外部容器又は精
密ポンプシリンダー及びピストンを使用せずに、容器気
体区域容積を確実に決定し、従って公知の方式で容器内
に貯えられている液体又は固体原料の量を決定すること
ができるように、前記種類の量測定方法を改良すること
にある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

この課題は、本発明によれば、特許請求の範囲(1)に記
載されている方法によって解決される。本発明方法を行
うための装置については特許請求の範囲(3)に述べられ
ている。

本発明は、ボイルの法則V₁・P₁＝V₂・P₂に従って等温経
過を想定し、大気又は他の基準圧力に対して密封可能な
容器の場合には、容器の密封後、容器内に配置されてい
る一つ以上の中空体（ディスプレイサー）の置換量に対
する変化が、容器気体区域容積に対して変化をもたら
し、従って容器気体区域容積の基準量として前記区域に
おける圧力変化にもなるという事実を利用することに基
づいている。温度が適当に高くて圧力が適当に低い場
合、ボイルの法則は、良好な、場合によっては非常に良
好な近似値を示して、事実上気体又は蒸気の形のすべて
の物質によって遂行され、特に、容器内部の温度は周辺
との熱交換により殆ど一定に保たれるものと一般に想定
される。

この分野で通常得られる圧力と温度の値については、空
気が例えばほぼ理想気体のように作用し、圧力が適当に
低くて温度が適当に高い場合、蒸気の形で存在する水、
鉱油、ガソリン等も理想気体として作用する。

この方法を行うための装置の機能は、大気圧又は他のど
のような圧力に対しても継続的に密閉可能であって、容
易に可燃性があるか、毒性又は非臨界中性の液体又は固
体を貯蔵し、又は輸送するためのどのような大きさ及び
形状を有する容器の場合でも、又大気圧又は他の基準圧
力に対して一時的に両側で完全に密封可能であって、空
容積が長い距離に亘って測定される管路、例えば気体又
は油の長距離管路の場合でも、確実に果たされる。

自由に調整可能な置換の大きさ及び形状を有していて、
容器を密封した後、容器気体容積−残留容積とも呼ばれ
る−を増加及び／又は減少せしめるのに役立つディスプ
レイサーは、容器内に置かれる。ディスプレイサーは容
器内部に対して気液が洩れないようになっており、その
置換の大きさは、機械的に、又は空気作用で、或は液圧
でそこに働く装置により増加及び／又は減少せしめられ
る。

容器気体区域又は残留容積に絶えず接続している気体圧
力測定装置は、大気圧又は他の圧力に対して容器を密封
する前の初期測定圧力値（ディスプレイサーの残りの容
積の大きさの場合）と、前記基準圧力に対して容器を密
封した後の最終測定圧力値（ディスプレイサーの作動容
積の大きさの場合）間の圧力変化を測定する。ディスプ
レイサーの残りの容積の大きさは、空の容積と最大置換
容積であって、作動容積の大きさは空の容積は最大置換
容積である。ディスプレイサーの残りの容積の大きさが
空の容積であって、作動容積の大きさが最大置換容積で
ある場合、本発明による装置は過剰圧力法に従って作用
する。しかし、ディスプレイサーの残りの容積の大きさ
が最大置換容積であって、作動容積の大きさが空の容積
であると、本発明による装置は負荷圧力又は真空法に従
って作動する。

容器を密封する前の初期測定圧力値と、容器を密封した
後、ディスプレイサーの置換の大きさが変化した結果と
して最終測定圧力値とを気体圧力測定装置によって測定
された圧力変化は、残留容積の大きさに対する測定値を
表わす。

容器中の固体又は液体貯蔵原料の量は、既知の容器容量
からこの残留容積を単に差引けば得られる。この簡単な
数学的演算は、例えば分離して、或は一体に構成されて
いる電子計算機、又はディスプレイサーの大きさの変化
による残留容積の増加及び／又は減少の制御と、容器の
密閉及び開放工程の制御と、容器気体区域又は残留容積
における圧力状態の呼掛け信号とを同時に監視し、補正
して制御することができ、且つ数学的演算の結果を表示
装置へ移すマイクロコンピューターによっても行われる
ことができる。気体圧力測定装置の測定誤差を、温度及
び他の影響によるものと同様にゼロ及び感度ドリフトに
よって殆ど取り除くために、この方法を行うべく更に進
展した装置によれば、本発明は、大気圧又は他の基準圧
力に対して容器を密封する前に、気体圧力測定装置の測
定値がそれ自身は公知の電子計算機により較正値（例え
ば大気圧）と比較されて、この較正値による測定値の相
違が補正値として記憶され、大気圧又は他の基準圧力に
対して容器を密封し、それに伴って、ディスプレイサー
の大きさが変化した結果として残留容積の圧力が変化し
た後、気体圧力測定装置の測定値がそれ自身は電子計算
機を利用した公知の方法で、記憶された補正値によって
補正され、残留容積を計算するためだけに使用されると
いうことを提供している。

容器内部に対して気液が洩れないように密封されている
ディスプレイサーは、好ましくは、柔軟性があって容積
可変の一つ以上の中空体であって、所定の容積を空にし
たり充満したりするもので、圧力及び／又は真空源及び
／又は圧力補償管路の接続用の少なくとも一つの開口部
を有している。

利点のある一実施例によれば、中空体は充満可能で空容
積が小さく、広がったりしぼんだりすることができて、
貯蔵原料が洩れないように両側で閉鎖されている管状薄
膜として構成されており、寸法が変化せず、全体又は一
部が気液浸透可能であって、一定の能力又は乾量を有す
る外被によって囲まれている。中空体は、外被に対し
て、例えば垂直枢軸又は摺動装置に関連して固定又は可
動であるか、或は容器内部において（例えば貯蔵液体原
料に）浮遊するようにして配置されている。充満状態に
おいて、中空体は外被の内壁に係合するが、初期圧力に
対して圧力補償後と充満する前とで容積を再び空にす
る。

充満又は広がり工程と、容積を空にする復帰又はしぼみ
工程とは空気作用装置、例えば空気ポンプにより行われ
る。中空体を機械的にしぼませることも可能である。柔
軟性中空体が膨張可能な管状薄膜又は他の柔軟性発泡体
材料から作られていて、充満工程中、薄膜が外被の隙間
開口部に押し込まれて正確な置換の大きさを示さないと
いうことがなければ、この中空体をディスプレイサーと
して使用することもできる。外被において相当する隙間
開口部（例えば篩状孔）を小さくすれば、薄膜が押し込
まれることは殆ど防げる。膨張性又は非膨張性薄膜を機
械的に広げることも可能である。

外被は、固い又は柔軟性のある、気液浸透可能な管状構
造（例えば壁孔を有する管、又は管状篩、或は壁孔を有
する金属又はプラスチック製螺旋ホース）によって構成
され得るが、その両端部は、充満及び／又は圧力補償管
路用開口部とは別に、気液が漏洩しない、又は浸透性の
ある密封壁を具備していて、機械的又は磁気作用で（例
えば磁気材料容器内に磁気を保持することによって）容
器内に固定して配置される。固定外被の配置は、容器の
上部とその底部の近傍とにおいて、又はこれらの位置間
で行われる。固体の粒状又は粉末状貯蔵原料用容器の場
合には、容器上部の貯蔵原料のない部分に外被を設ける
ことが得策であるが、これはこのようにしないと外被壁
の気体浸透性が得られないからである。

都合良く、例えば容器内部に公知の種類の垂直枢軸又は
摺動装置を設けることが可能であり、これは一方におい
て容器に、又他方においては充満可能な中空体、又はデ
ィスプレイサーとして作用するこの中空体を囲んでいる
外被に固定されていて、貯蔵液体原料に対して充満レベ
ルを変える場合、中空体が容器の残留容積（気体区域）
内で置換機能を果たすようにしている。

ディスプレイサーが非膨張性で充満可能であり、空容積
が小さい中空体、例えば非膨張性ではあるが、広がった
りしぼんだりすることができて、貯蔵原料の漏洩がな
く、管壁内に組み込まれた繊維を有して両側で密封され
た管状箔として構成されていて、充満状態の場合、その
非膨張性のために常に同じ置換容積を有し、充満する前
の外部圧力に対して圧力補償後は再び容積を空にするな
らば、中空体の付加的外被は必要がない。中空体は固定
して、好ましくは容器内部の上部に、或は可動して、例
えば貯蔵液体原料に浮遊して取付けられ、たわみ性があ
るが堅固な充満兼圧力補償管路で、好ましくは容器内部
の上部に配置且つ固定されているだけである。

充満又は広がり工程と、圧力補償の場合の容積を空にす
る再設定又はしぼみ工程とは、空気作用装置（例えば空
気ポンプ）、又は液圧装置（例えば液体ポンプ）によっ
て行われる。

更に利点があるディスプレイサーの実施例において、デ
ィスプレイサーは中空体として構成されていて、一方の
作動方向で軸方向に膨張可能で、その作動方向に直角な
方向に非膨張性があるように、例えば一方向に伸縮自在
か、又はベローズのように構成されている。この中空体
は、機械及び／又は磁気（接触自在に案内される）摺動
兼案内装置内で長手方向の移動を行い、これが固定又は
可動のように、例えば容器内部の、好ましくはその上部
で、好ましくは垂直枢軸装置と共に取付けられている。

目的とする機械及び磁気摺動兼案内装置は、前後に動い
て長手方向に案内するものが知られている。中空体に関
する広がり又はしぼみ工程は、公知の機械的、空気作用
による、例えばブロワーポンプ、又は液圧装置によって
行うことができる。長手方向移動の大きさは、公知の制
御工学装置、例えば光学的又は磁気的作用をしてステツ
プモーター駆動装置を有する置換トランスジューサーに
よるか、又はソレノイドスイッチにより制御され得、こ
れらは摺動兼案内装置に一定の間隔で取付けられ、膨張
工程中、膨張可能な中空体、例えばベローズの頂部に固
定された永久磁石によって切換えられて、制御信号を出
し、この信号がそれ自身は公知の方式で充満ポンプを作
動せしめ、中空体又はベローズの頂部の所要の制御点に
達してポンプのスイッチが切れるまで行われる。

充満状態におけるディスプレイサーの置換の量又は大き
さは、容器の大きさと容器の最大許容充填レベルによっ
て決まるが、これは貯蔵液体又は固体原料が圧縮されな
いからである。従って、一つだけのディスプレイサーが
容器内に設けられる時、ディスプレイサーの最大の大き
さと測定精度が限定されるが、これは置換量が過剰で、
容器が最大許容充填レベルにまで充填された場合、充満
状態のディスプレイサーが不十分な閉鎖充填部から貯蔵
原料を押し出してしまうか、又は何らかの事情で容器を
変形してしまうからである。従って、本発明によれば、
同一又は異なる置換量の数個のディスプレイサーが容器
の中に配置されていて、これらの機能が充填量又は充填
レベル依存方式で制御され、例えば容器が最大許容充填
レベルまで充填される場合には、先づ一つだけのディス
プレイサーを作動して、空にしている間、又は容器の充
填度の機能として、気体圧力測定装置又は下流に接続さ
れている電子計算機の測定範囲に亘って切換えながら、
操作上更に他のディスプレイサーを接続するようにして
いる。この範囲の切換えは、測定工程中の各充満ディス
プレイサーの全容量に対する残留容積の容積状態におけ
る変化のために必要である。容器の充填中と充填量又は
充填レベル依存範囲切換え中、ディスプレイサーは切り
離されて再び逆の順序になる。

過剰圧力及び負荷圧力法の場合には、充填可能な中空体
として構成されているディスプレイサーの広がりと多分
しぼみも、その加圧及び吸引接続部の中の適当な接続部
を通して、充満兼圧力補償管路に空気ポンプを接続する
ことにより利点がもたらされる。中空体が一つだけの場
合には、共通な充満兼圧力補償管路、例えば空気ポンプ
の加圧又は吸引接続部を有する接続部又は開口部が、二
つの調節可能な三方弁により、充満（又は）及び圧力補
償装置、或は大気圧又は他の基準圧力、即ち中空体又は
ディスプレイサーの充満又は広がりの際の圧力接続部
と、再設定又はしぼみの際の吸引接続部に接続されるこ
とができる。

中空体に高度の柔軟性がある場合、再設定又はしぼみ工
程は、共通な充満兼圧力補償管路が、例えば調節可能な
三方弁を経て大気圧又は他の基準圧力に接続されるなら
ば、中空体に充填されている気体又は空気を付加的に排
出せずに行うことができる。

過剰圧力法において、空気ポンプによる中空体の充満
は、好ましくは、容器を密封した後のみ行うとよいが、
一方負荷圧力又は真空法においては、容器と大気圧又は
他の基準圧力間の圧力補償後のみに行う方がよい。過剰
圧力法では、充満工程は容器の密封と同時に行うことも
でき、或は負荷圧力法においては、容器と大気圧又は他
の基準圧力間の圧力補償の開始時又はその直後に行って
もよい。

空気ポンプを作動させることは、手動制御と、電子又は
同様な作用によるプログラムフローコントロール、例え
ばマイクロコンピューターによって公知の方法で自動的
にも行われる。

空気ポンプの停止は、例えば時間制御スイッチエレメン
トによって時間依存方式で行われ、このエレメントは空
気ポンプを作動せしめてその実行時間の終りに短絡し、
これによって空気ポンプ回路を分離し、又中空体の圧力
に対して、充満管路又は付加中空体接続部に配置されて
いる公知の構造の圧力スイッチ（過剰圧力及び／又は負
荷圧力スイッチ）によって、圧力保存方式でも行われ
る。しかし、この圧力スイッチは、スイッチ投入クリア
ランスが他の装置、例えばマイクロコンピューターによ
って与えられない限り、空気ポンプを自動的に作動させ
ることはできない。前記スイッチ工程はすべてマイクロ
コンピューターで監視し制御することができる。

容器気体区域又は残留容積と大気圧又は他の基準圧力間
の圧力補償は、気体圧力測定装置を使用してディスプレ
イサーの“作動容積の大きさ”が決まった場合、容器気
体区域における圧力の呼掛け信号が発生して、それを評
価装置（例えば別の電気計算機又はマイクロコンピュー
ター）に移した後、容器を密封するための弁を開放する
ことによって行われる。

本発明の他の実施例において、ディスプレイサーが振動
機として構成されており、これが周期的に圧力を加え、
容器内部に対して気液が漏洩しないように、且つ直接又
は間接的に（例えば緩衝液体を経て）大気圧又は他の基
準圧力に接続し、一定振幅で強制振動を行い、容器が密
封されている場合には容器内部の振動の動きのために
（容器が閉鎖されていない時の振動機の中央位置に対し
て振動経路の機能として）残留容積を増加及び／又は減
少せしてめるので、残留容積測定値として容器気体区域
の圧力変化をもたらす。

振動機は、好ましくは、機械的に（例えばカム付き電動
機で）、又は空気作用で（例えば運動量−空気振動機に
より）、或は電気的に（例えば揺動レバー又は可動コイ
ルで）駆動されて、気液漏洩がなく、柔軟な又は堅固な
材料で作られたダイアフラムによって公知のように構成
され、容器壁部、容器カバー（例えば円蓋）、又は容器
内部全体に配置されて、ダイアフラムの一方の側のみが
容器内の媒体と、好ましくは容器気体区域の媒体とのみ
接触し、一方ダイアフラムの他の側は大気圧又は他の基
準圧力と、例えば管又はホース接続部を経て、単に接触
するようにしている。この周期振動駆動装置（ダイアフ
ラム駆動装置）は、正弦波状、又は他の自由に調節し得
る振動方式で、例えば正又は負の正弦半波長又はパルス
状のように駆動することができる。

公知の技術装置は、振動機、例えばダイアフラムの強制
振動の振幅、振動様式及び振動周波数が、測定範囲を切
換えるために又は他の理由のために変更されない限り、
一定のままであることを確実にし得る。

密閉された容器で振動機によって生じた容器気体区域に
おける周期的圧力変化は、特に大型容器内で発生した比
較的小さな振幅でも、容器に絶えず接続されている気体
圧力測定装置によって検出されて、電気量に変換され
る。これらの電気的測定量は容器残留容積の一つの基準
であって、更に作業が進められた後、例えば公知の方法
において矯正後、アナログ−ディジタル変換器へ供給さ
れ、容積単位に較正された基準値を直接指示するか、又
は容器内の原料貯蔵量を決定するために電子計算機又は
マイクロコンピューターへ移る。

両側で一時的に密封可能な配管に本方法を行うための装
置を使用する場合、配管内部区域を減少及び／又は増加
するために使用されるディスプレイサーが、自由に調整
可能な置換の大きさ及び形状を有する配管内に配置され
る。このディスプレイサーは配管内部に対して気液が漏
洩しないようになっている。その置換の大きさは、空気
作用により（例えば空気ポンプにより）、又は液圧によ
って（例えば液体ポンプによって）増加及び／又は減少
せしめることができる。

好ましくは、ディスプレイサーは、空容積が小さく、非
膨張性で、圧力及び／又は真空源及び／又は圧力補償管
路又は接続部を接続するための少なくとも一つの開口部
を有する中空体として、例えば両側で閉鎖された非膨張
性の管状薄膜として構成され、（搬送製品で管路壁が汚
染されるので）搬送製品が洩れないようになっており、
一方繊維を組込んでいるか、又は同等の補強材料を有
し、充満状態では、その拡張性のために常に同じ容積を
有して、初期圧力に対して圧力補償後と充満前にその容
積を空にする。

特に利点とする所は、両端部で閉鎖されていてディスプ
レイサーとして作用するこの管状薄膜の長さ寸法につい
て、管状薄膜が配管の一方から他方へ延びており、必要
に応じて配管の一端部又は両端部に固定され、そこで充
満用開口部又は管路、或は圧力補償管路が位置決めされ
ていると言うことである。本発明のディスプレイサーの
機能は、管状薄膜の長さ寸法が短い場合でも確実に果た
される。

測定前に管状薄膜を配管中へ導入することは、例えばト
ーピド状移動又は摺動体（スクレパー）によって行うこ
とができ、このスクレパーはそれ自身が動くか、又は外
部の駆動装置で配管内へ移動し得るので、配管内部制御
及び清掃の目的で一般に使用される。

〔実施例〕

第１図には、締切り弁５により大気に対して完全に密封
されていて、貯蔵液体原料２を含んでいる容器１におい
て本発明の方法を行うための基本的な要部が示されてい
る。これは一つの過剰圧力法である。容器基体区域３、
即ち所謂残留容積には、ディスプレイサーを構成してい
る、気体充満可能で非膨張性がある非常に柔軟性のある
中空体８が、大きさが安定していて気液浸透可能であっ
て一定の乾燥能力を有する外被２３に囲まれている。こ
の外被は容器気体区域３における上部容器内壁に固定さ
れている。空気ポンプ１４は、吸引管路１５、圧力管路
１２、三方弁１１、充満兼圧力補償管路１０及び中空体
開口部２２を経て中空体８の内部９に空気を充満するの
で、中空体８は完全に広がって、図示のように外被２３
の内壁に係合する。

容器が密封されていない場合の初期圧力に比べて、充満
工程による中空体８の容積増加と、その結果生じる残留
容積の減少とによって発生する容器気体区域における圧
力増加の測定値は、圧力計４により読み取ることができ
る。圧力計で示される圧力の変化により残留容積の測定
値がわかる。圧力計４は、管路２１を経て容器気体区域
３へ必ず接続されている。開放状態では、締切り弁５が
管路７を通して大気に、又管路６を経て容器気体区域に
連絡する。第１図による説明においては、締切り弁５に
よって接続が中断されるので、容器１は大気に対して完
全に密封される。

圧力変化測定工程が完了した後三方弁を逆にして、大気
に対して中空体８の内部９に圧力を補うために圧力補償
接続部１３を使用する。第２図乃至第７図の説明のよう
に、充填接続部２４は完全に密封されている。

第２図は、第１図による実施例と同じ発明の装置を示し
ているが、相違している点は、ここに示されているのが
圧力を補って測定工程を終了した後の状態であり、締切
り弁５と三方弁１１が逆になって、一方においては容器
気体区域３が接続管路６，７を経て絶えず大気と連絡し
ているので、大気圧がこの区域に波及し、他方において
は中空体８の内部９が中空体開口部２２、充満兼圧力補
償管路１０、三方弁１１及び圧力補償接続部１３を通し
て大気に接続しているようになっていることである。こ
の結果生じる中空体内部９と大気との間の圧力補償によ
り非常にで柔軟性のある中空体８が再びしぼむので、そ
の残りの容積が空になり、残留容積が再度増加して大気
圧における元の量に戻る。圧力計４は、大気圧が較正圧
力として設定され中空体８がしぼんでいる場合にはゼロ
を示す。

気体充満可能で非膨張性の中空体８のしぼみ工程を急速
且つ十分に行うことを確実にするために、更に本発明の
利点となる実施例が提供されており、これは第３図に示
される。これも又過剰圧力法によって作動する装置であ
る。第１図及び第２図による実施例と違って、空気ポン
プ１４と中空体８の内部９との間の唯一の三方弁が二つ
の三方弁に置き換えられている。中空体８の内部９は、
密封容器１の場合、圧力管路１２、三方弁１７、充満兼
圧力補償管路１０及び中空体開口部２２を通して空気ポ
ンプ１４によって充満される。空気ポンプ１４は、その
吸引側において、吸引管路又は吸引管路１５、三方弁１
８及び圧力補償接続部２０を経て大気に連絡している。
充満工程の結果、中空体８は完全に広がった状態で外被
２３の内壁に係合する。容器が密封されていない場合で
残留容積の測定値を構成する初期圧力又は大気圧に比べ
て、充満工程により発生した中空体８の体積増加と、そ
の結果生じた残留容積の減少との結果として、容器気体
区域３における圧力変化の測定値を圧力計４により今読
み取ることができる。締切り弁５は、充満工程中と測定
工程が終了するまで閉塞される。

第４図は第３図と同じ実施例を示しているが、この場
合、測定工程の次の圧力補償工程が示されていて、締切
り弁５と三方弁１７，１８とを逆にした点が相違してい
る。締切り弁５を開くことによって、容器気体区域３は
接続管路６，７を通って大気と自由に接続する。中空体
８の内部９も中空体開口部２２、充満兼圧力補償管路１
０、三方弁１８及び吸引管路１５を経て空気ポンプ１４
へ接続する。空気ポンプ１４の圧力管路１２は、逆にな
っている三方弁１７とその圧力補償接続部１９を通して
大気に連絡ている。空気ポンプ１４は、中空体８の全体
がしぼみきって、その結果残りの容積が空になるまで、
時間依存又は圧力依存による制御装置（図示せず）を通
して作動する。こうして、残留体積もその元の大きさ
（大気圧）に戻り、即ち増加する。中空体がしぼんだ状
態に戻ると、圧力計４は較正圧力として大気圧に設定さ
れているならば、ゼロになる。

第５図は、第１図及び第２図の実施例と同じ機能を有す
る発明装置の利点ある実施例を示していて、充満及び圧
力補償工程のプログラム実行制御、測定プログラム及
び、温度、ドリフト又は他の影響による圧力測定誤差の
補正の手段としてマイクロコンピューター３４と接続
し、マイクロコンピューターの作動記憶装置３７に供給
されるプログラムの訂正性能の監視も行う。気密閉鎖さ
れている充填接続部２４によって導入される液体２は密
封可能な容器１に貯えられる。ディスプレイサーは、こ
こでは外被を有せず非膨張性で充満可能な中空体８とし
て構成されていて、容器１の容器気体区域３において貯
蔵液体２に浮遊する。中空体８の内部９は、中空体開口
部２２と、この場合には撓み性のある充満兼圧力補償管
路１０とにより三方ソレノイド弁２９に接続されてい
る。プログラム状態の機能として、中空体８の内部９
は、三方弁２９を逆にすることにより、圧力管路１２を
経て空気ポンプ１４に接続する（充満工程）か、又は圧
力補償接続部３０を通して大気に連絡する（圧力補償工
程）。三方ソレノイド弁２９の駆動装置は、インターフ
ェイス４１を経てマイクロコンピューター３４によりプ
ログラム方式で制御されるが、ソレノイド３１のパワー
制御のために電子駆動ステージも含んでいる。締切りソ
レノイド弁２５は、そのソレノイド２８もインターフェ
イス４１を通してマイクロコンピューターによって制御
され、弁が開放状態にある時の容器気体区域３と大気と
の接続を充満及び測定工程の期間中阻止するために使用
される。

気体圧力測定装置１６、例えば圧力／電圧変換器、圧力
／電流変換器又は圧力／周波数変換器の空気作動部は、
管路３２を経て容器気体区域３と常に接続しており、一
方気体圧力測定装置の電気作動部は下流のアナログ／デ
ィジタル変換器３３に接続している。変換器３３の測定
出力値はインターフェイス４１からマイクロコンピュー
ター３４へディジタルの形で通り、この両者が、大気と
の接続中に容器気体区域の圧力状態を測定する際決めら
れた誤差の補正と、本発明の方法の実行に必要なすべて
の数学的演算とを行う。空気ポンプ１４の作動時間もイ
ンターフェイス４１を経てマイクロコンピューター３４
によりプログラム方式で制御される。マイクロコンピュ
ーター３４の作動記憶装置３７は、ユーザープログラム
を固定形式で含んでいて、且つそのために電力故障に安
全なプログラム記憶装置を、情報が絶えず変化するデー
タ記憶装置と共に含んでいる。クロック発生器３６によ
り時間測定されるマイクロプロセッサー（ＭＰＵ又はＣ
ＰＵ）３５は必要なすべての数学的演算を指示方式で行
い、一方公知の方式制御装置が演算指令の実行を確実に
行う。符号３８は本発明装置の制御処理のための出力ス
テージであり、符号３９は付加周辺装置の機能のための
付加ロジックである。しかし、この付加ロジックは本発
明の機能に不要である。データバス４０はマイクロコン
ピューター３４をインターフェイス４１に接続してい
る。符号１２，１４及び１５の重要性については、第１
図の装置の関連してすでに述べてきた。所定の貯蔵製品
量の指示は量指示機構４２によって行われるが、この場
合はディジタルである。しかし、アナログ形式でもよい
ことは明らかである。

第６図は、第１図及び第２図の実施例を更に進展せしめ
た他の利点を有する実施例であって、第５図に関連して
述べたものと同じ機能を果たすコンピューター３４を接
続している。この場合には、ディスプレイサーとして大
きさが異なる数個の中空体があり、各々は膨張した時同
じ置換の大きさを有し、また外被によって囲まれてい
る。ディスプレイサーは容器１内に配置されていて、そ
の置換機能は充填量方式又は充填レベル依存方式でマイ
クロコンピューターに供給されるプログラムにより制御
され、容器充填レベルの機能として一つ以上のディスプ
レイサーが連絡したり切られたりするが、一方同時に気
体圧力測定装置の測定範囲又はマイクロコンピューター
３４の計算器を切換える。締切り弁２５は、そのソレノ
イド２８もインターフェイス４１を通してマイクロコン
ピューター３４により制御され、充満及び測定工程中管
路２６及び２７を経て弁が開放状態にある容器気体区域
３と大気との接続を遮断するために使用される。

充満可能な中空体５９，６０，６１及び６２は気液浸透
可能な外被６３，６４、６５及び６６内に配設されてい
る。この場合、中空体５９，６０及び６１は中空体開口
部６８，６９及び７０によって完全に充満され、一方中
空体６２はその中空体開口部７１を通してまだ大気に接
続されていて、容積が空の状態になっている。外被はす
べて、容器１の内壁の頂部における共通支持具６７に構
造体として堅固に取付けられている。中空体開口部６
８，６９及び７０は、充満兼圧力補償管路５５，５６，
５７、三方ソレノイド弁４３，４４，４５及び充満兼圧
力補償共通管路１０を経て、圧力側において空気ポンプ
１４に接続している。

空気ポンプ１４の吸引管路１５は大気に接続している。
容積が空になってしぼんだ状態になっている中空体６２
の中空体開口部７１は、充満兼圧力補償管路５８、三方
ソレノイド弁４６及び圧力補償接続部５４を通して大気
に連絡している。中空体５９，６０，６１，６２と、充
満可能で非膨張性があって外被を必要としない中空体と
しても構成されることができ、貯蔵液体原料の場合には
その貯蔵液体に浮遊し得る。

三方ソレノイド弁４３，４４，４５，４６の駆動装置は
インターフェイス４１を経てマイクロコンピューター３
４によって制御されるが、ソレノイド４７，４８，４９
及び５０のパワー制御のために電子駆動部品も含んでい
る。気体圧力測定装置１６の空気作動部は管路３２を通
して容器気体区域３と常に接続しており、一方その電気
作動部は下流のアナログ／ディジタル変換器３３に接続
している。この変換器の測定出力値はインターフェイス
４１を経てマイクロコンピューター３４に達し、マイク
ロコンピュータは第５図に関連して先に述べた同じ機能
を公知の方式で果たす。更に、充填レベル又は充填量に
依存していて、充満されるか、脱気されるか、或は容積
が空にされることになる中空体の数は、マイクロコンピ
ューター３４によって決定され、貯蔵原料の測定充填量
又は図示されていない簡単な充填レベル測定装置の測定
値を考慮しながら本発明に従って制御される。所定の貯
蔵原料の量の指示は量指示装置４２によって行われる。

第７図は、本発明の他の利点を有する実施例を示してい
て、容器の内部に対して気液が漏洩しないように密封さ
れたディスプレイサーが、周期的に強制振動を行うダイ
アフラム８０として構成され、その一方の振動面８１の
みが容器気体区域３における媒体と接触し、向かい合っ
た他方の面８２のみが圧力区域８３における制御気体と
接触している。この制御気体は運動量−空気振動機８４
の作用を受けるので、区域３における残留容積はダイア
フラム８０の振動に従って変化する。周期振動駆動装置
として構成されている運動量−空気振動機８４は、正弦
波状に、又はある種の他の自由に調節し得る振動様式で
（例えば、正又は負の正弦半波長又はパルス状のよう
に）ダイアフラム８０を駆動することができる。ダイア
フラム８０として構成されているディスプレイサーの作
動は前記のように行われる。圧力測定装置８６は圧力を
決定するために設けられている。

充満兼圧力補償管路に配置されいている過剰圧力及び／
又は負荷圧力用安全弁によって、ディスプレイサーを構
成している中空体の損傷を防ぐことができる。充満工程
を速めるために、圧縮空気源として容器に空気ポンプを
使用することも利点となり得る。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による柔軟で独特なディスプレイサ
ーの置換作用により自動的に原料の貯蔵量を知ることが
でき、ディスプレイサーが簡単に密閉できる容器内に含
まれるので余分なスペースをとらず、付加的容器を必要
としない。従って本装置の構造は簡単で安価であり、貯
蔵原料が多い場合でも、数個のディスプレイサーを容器
に内蔵して処理できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は最大置換量を有していて、充満可能で非膨張性
の中空体として構成され、且つ容器内に固定された堅固
な外被に囲まれているディスプレイサーを有する装置、
第２図は容積が空になっているディスプレイサーの第１
図に従う装置、第３図は最大置換量を有するディスプレ
イサーと、付加三方弁装置が圧力補償を向上するために
設けられている装置の他の実施例、第４図は遮断弁と三
方弁が切換えられてディスプレイサー容積が空になって
いる、第３図に従う装置、第５図は貯蔵原料に浮遊して
配置されている充満可能で非膨張性のディスプレイサー
をマイクロコンピューターと共に有する装置の他の実施
例、第６図は充満可能で非膨張性があり、容器内部に固
定されて外被に囲まれている四つのディスプレイサーを
マイクロコンピューターと共に有する本発明装置の他の
実施例、第７図は他の実施例を示す図である。 １……容器、２……貯蔵原料、３……容器気体区域、４
……圧力計、５……締切り弁、８……中空体、１１……
三方弁、１４……空気ポンプ、２５……締切りソレノイ
ド弁、２９，４３，４４，４５，４６……三方ソレノイ
ド弁、３４……マイクロコンピューター、４１……イン
ターフェイス。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体又は固体原料を貯蔵している容器の容
   積が知られており、該容器内の気体区域に気体又は液体
   の流体制御により予め定められた容積まで広げられたり
   しぼまされたりするディスプレイサーを配置し、 （イ）該気体区域と、大気圧又は基準圧力を有する気体
   空間との間の通路を開き、且つ該ディスプレイサーを予
   め定められた容積に広げさせるか又はしぼんだ状態にす
   る、 （ロ）該気体区域と該気体空間との間の通路を閉じ、且
   つ容器内を密閉する、 （ハ）気体圧力測定装置により該気体区域の圧力を測定
   する、 （ニ）該ディスプレイサーを前記とは逆にしぼませるか
   又は予め定められた容積に広げさせる、 （ホ）該気体圧力測定装置により該気体区域の圧力を測
   定する、 （ヘ）該ディスプレイサーが広げられたときの容積と測
   定された圧力とからボイルの法則により該気体区域の容
   積を決定する、 （ト）該容器の容積と該気体区域の容積の差を表示装置
   で指示する、 の各工程を順次行うようにした貯蔵液体又は固体原料の
   量を決定して指示するための方法。
2. 【請求項２】大気圧又は他の基準圧力に対して該容器の
   密閉を始める前に、該気体圧力測定装置の測定値が、そ
   れ自身は公知の電子計算機により、較正値、即ち大気圧
   又は他の基準圧力と比較されて、測定値と較正値との誤
   差が補正値として記憶され、大気圧又は他の基準圧力に
   対して該容器を密閉して、該ディスプレイサーの大きさ
   が変化した結果として該気体区域の圧力が変化した後、
   該気体圧力測定装置の測定値が、記憶された補正値を使
   用した電子計算機によって補正され、該気体区域の容積
   を計算するために使用されるようにした、特許請求の範
   囲(1)に従う方法。
3. 【請求項３】容積が知られており液体又は固体原料を貯
   蔵する密閉可能な容器と、該容器内の気体区域と大気圧
   又は基準圧力を有する気体空間との間を連絡する開閉可
   能な通路と、該気体区域における気体の圧力を測定する
   気体圧力測定装置と、該気体区域内に配置され容積変更
   可能な少なくとも一つの中空体を含むディスプレイサー
   と、気体又は液体の流体制御により該中空体の内部の容
   積を予め定められた二つの容積に変更する容積変更装置
   と、貯蔵されている該液体又は固体原料の量を指示する
   ための指示装置とを備えた貯蔵液体又は固体原料の量を
   決定して指示するための装置。
4. 【請求項４】該中空体が複数個配置され、夫々が共通の
   該容積変更装置に接続された、特許請求の範囲(3)に従
   う装置。
5. 【請求項５】該中空体は、柔軟性のある材料で構成され
   ており、且つ該容器の内部に取付けられた気液浸透可能
   で一定の乾燥能力のある外被に囲まれるように配置され
   た、特許請求の範囲(3)又は(4)に従う装置。
6. 【請求項６】該中空体が一方の作動方向（軸方向）に膨
   張可能であって、その直角方向に非膨張性があり、ベロ
   ーズ又は一方向伸縮自在のように構成され、機械及び／
   又は磁気（接触自在）摺動兼案内装置内に配置されてお
   り、これが固定又は可動のように例えば容器内部の枢軸
   装置に関連して取付けられているので、自由に選定でき
   て調整可能な一つ以上の置換量に対して広がったりしぼ
   んだりすることができる、特許請求の範囲(3)乃至(5)の
   何れかに従う装置。
7. 【請求項７】該容積変更装置がポンプであり、該ポンプ
   と該中空体との間に三方弁が配置され、該三本弁の切換
   えにより該中空体が広げられたりしぼんだりすることを
   可能にした、特許請求の範囲(3)乃至(6)の何れかに従う
   装置。
8. 【請求項８】該容器の容積、該中空体の容積、大気圧又
   は基準圧力、及び該気体圧力測定装置が測定した該気体
   区域の圧力に基づき、貯蔵液体又は固体原料の量を計算
   し該指示装置に指示させる電子計算機を備えた、特許請
   求の範囲(3)乃至(7)の何れかに従う装置。