JPH0614924U - 体積測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 補正タンクの底面に細孔（オリフィス）を穿設して、補
正タンク内で結露した液体を補正タンク外部へ排出し
て、補正タンク内における空間容積を常に一定に維持せ
しめて、メインタンク内の体積測定の精度、信頼性を高
めることができる体積測定装置を提供することにある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、タンク内に入れられた液体の体積（容量）を、メインタンクと補正 タンクとに夫々設けた第１のマイクロホン及び第２のマイクロホンと、メインタ ンクと補正タンクとの体積を変化せしめる体積変化手段を用いて測定する体積測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の体積測定装置として、例えば特願平１−２７８０８号（特開平２−２ ０６７２３号公報）による出願を済ませている。この考案の理解を容易ならしめ るため、上記出願の体積測定装置の基本構造を図１に基いて説明する。

【０００３】 １はスピーカ（体積変化手段）であり、この体積変化手段には増幅器２を介し て発振器３が接続されている。この体積変化手段によりメインタンク４と補正タ ンク５が仕切られるように構成されている。さらにそのメインタンク４側にはコ ンデンサマイク（第１のマイクロホン）６が設けられ、また補正タンク５側には 上記第１のマイクロホンより感度が低いダイナミックマイクロホン（第２のマイ クロホン）７が設けられている。（なお第２のマイクロホンは、コンデンサマイ クロホンの受信面の全面に、例えば微細孔を有するテープ等を貼着して、ダイナ ミックマイクロホンと同等の感度を持たせて構成してもよい。）また前記スピー カ１は、所定の角周波数ω₀ で駆動する。

【０００４】 ここで補正タンク５の容積をＶ₂ 、メインタンク４内の気体の体積をＶ₁ 、メ インタンク４内の液体の体積をＶ_L 、メインタンク４内の気体の体積Ｖ₁ とメイ ンタンク４内の液体の体積Ｖ_L の和をＶ_T （メインタンク４の全容積）とする。

【０００５】 補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【０００６】

【数１】

【０００７】 となる。

【０００８】 またメインタンクの圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は、

【０００９】

【数２】

【００１０】 となる。

【００１１】 ここで、補正タンク５の圧力変化の振幅値をＡ₂ 、メインタンク４の圧力変化の 振幅値をＡ₁ とすると、これらの振幅値の比は式（３ａ），（３ｂ）より

【００１２】

【数３】

【００１３】 となる。

【００１４】 これより

【００１５】

【数４】

【００１６】 となり、メインタンク４内に収納された液体の体積Ｖ_L は

【００１７】

【数５】

【００１８】 となる。

【００１９】 なお、ΔＶは予め実験により求めておくものとする。

【００２０】 次に上記原理に基づいて本発明による具体的実施例の説明をする。

【００２１】 補正タンク５とメインタンク４との間にスピーカ（体積変化手段）１を置いた もので、また、メインタンク４と補正タンク５の静圧を等しくするため、両タン ク５，４間がオリフィス１３を有する細いパイプ１４で接続され、メインタンク ４と補正タンク５とが大気圧の影響を受けないように、略完全に閉じられた系と なっているため、スピーカ１の駆動角周波数ω₀ がゆっくりした大気圧の変化に 比べて非常に大きく、また通気孔１５における流体抵抗が非常に大きいことによ り、スピーカ１の駆動中は通気孔１５が塞がれているように作用するので、タン ク４，５内の気圧はタンク４，５内外の気圧差による影響を全く受けない。ここ でこのパイプ１４の圧力伝達の時定数は、スピーカ１による補正タンク５の圧力 変化の時定数よりも十分大きく、またタンク４，５外の大気圧、すなわち絶対圧 力の圧力変化の時定数より十分小さいものとする前提のもので、スピーカ１を角 周波数ω₀ で駆動すると、補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【００２２】

【数６】

【００２３】 となる。メインタンク（４）が剛体のとき圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は次のようにな る。

【００２４】

【数７】

【００２５】 となる。

【００２６】 すなわち、スピーカ１によって、メインタンク４と補正タンク５の夫々の体積 がｖ₀ ｓｉｎω₀ ｔだけ角周波数ω₀ で規則的に変動させられると、メインタン ク４内と補正タンク５内の夫々の圧力変動は夫々のタンク４，５に取付けられた コンデンサマイクロホン６、ダイナミックマイクロホン７によって検出され、メ インタンク４の圧力変動を検出したコンデンサマイクロホン６の出力は、ゲイン １、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ８によって角周波数ω₀ の信号成分 が抽出され、その後、第２の振幅検出器９に供給され、

【００２７】

【数８】

【００２８】 が検出され出力される。また補正タンク５の圧力変動を検出したダイナミックマ イクロホン７の出力は、ゲインＶ₁ 倍、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ １０によって角周波数ω₀ の信号成分のみがＶ₁ 倍されて抽出され、その後第１ の振幅検出器１１に供給され、γＰ₀ ｖ₀ が検出され出力される。その後、第１ の振幅検出器１１からの出力γＰ₀ ｖ₀ は、第２の振幅検出器９からの出力

【００２９】

【数９】

【００３０】 で割算器１２によって除算され、メインタンク４の気体の体積Ｖ₁ が算出され、 その演算結果は、引算器２４に供給され、設定されたメインタンク４の全容積Ｖ _T から引算され、その結果メインタンク４内に収納された液体等の体積Ｖ_L が算 出される。

【００３１】

【考案が解決しようとする課題】

ところが上記構成の体積測定装置に設けられているスピーカ１にあっては、そ のスピーカ１の振動板１−１が、水平方向となるように配置されているために、 例えば、この体積測定装置を自動車用燃料タンクの燃料量計測装置として用いた 場合に、例えばエンジンの加熱あるいは気温の加熱等によるタンク内燃料の加熱 とその後の冷却が繰返しなされると、加熱時に補正タンク５内で気化されている 燃料が冷却時に液化される。すなわち、エンジンの始動後、燃料タンク内の燃料 は燃料ポンプによりエンジン燃料噴射装置に向けて送出されるが、燃料噴射装置 で消費されなかった燃料の余りはエンジン付近の熱により加熱されて燃料タンク に戻って来る。この結果、燃料タンク内の燃料は加熱され、温度が上昇する。

【００３２】 一方で、蒸発した燃料蒸気はメインタンクと補正タンクの圧力を調整するため のオリフィスを通って補正タンク内に浸入するが、エンジン停止後の自然冷却に より液化する。この液化燃料（結露）がスピーカの振動板１−１上に溜り、そし てこの振動板１−１上に溜まる液化燃料が多くなると、その液化燃料の重量でス ピーカ１の体積変化動作に支障を起して、体積測定精度が低下し、またスピーカ １のボイスコイルと振動板を結合している接着剤の接着強度を劣化せしめるとい う不具合があった。

【００３３】 そこでこの不具合を解消するために補正タンク内に設備するスピーカの振動板 が垂直方向に位置されるように配置してスピーカ振動板上に結露液が溜まらない ように構成した体積測定装置を提案しているが、この場合、補正タンクの底壁が 閉塞状態にあるため、補正タンクの内部で生じた結露液が補正タンク内に蓄積さ れてきて、該補正タンク内の空間容積が次第に変化されることになる。そしてこ の補正タンク内空間容積の変化によって体積測定値の誤差が生じ、信頼性と精度 に欠ける体積測定装置となる問題点がある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる問題点に着目してなされたもので、補正タンクの底面に細孔 （オリフィス）を穿設して、補正タンク内で結露した液体を補正タンク外部へ排 出して、補正タンク内における空間容積を常に一定に維持せしめて、メインタン ク内の体積測定の精度、信頼性を高めることができる体積測定装置を提供するこ とにある。

【００３５】

【実施例】

以下に本考案を図面に示す実施例に基いて詳細に説明するが、本実施例の構造 と従来例で説明した構造との同一部分は、従来例で使用した符号を付して、その 同一構造部分の説明は省略する。

【００３６】 実施例Ｉ 図２において３０はスピーカであって、このスピーカ３０には、環状のヨーク ３１と、このヨーク３１とプレート３２によって、ヨーク３１の周縁部に環状の マグネット３３が固定されている。さらにこのマグネット３３を挾持するヨーク ３１及びプレート３２は、環状のフレーム３４により一体に固定保持されている 。３５は環状フレーム３４の周縁に固定リング３６で挾持されている振動板であ って、この振動板３５の中央部には、ボイスコイル３７を巻回保持するボビン３ ８が固定されており、このボビン３８はヨーク３１に設けられている環状透孔３ ９を遊嵌して、マグネット３３の内周面とヨーク３１の軸部との間に形成される 空間部４０内に臨むように位置されている。４１は上記ヨーク３１に設けられて いて、前記空間部４０内に通じさせており、その空間部４０内に生じた凝結液（ 結露）をヨーク外へ排出せしめるための排出口である。４２はメインタンク４の 内部に補正タンク５を形成するための補正タンク壁であって、この補正タンク壁 ４２の垂直壁面には開口部４３が形成されており、この開口部４３を、前記スピ ーカ３０の振動板３５で閉塞するようにして、補正タンク５内にスピーカ３０が 固定されており、また補正タンク壁４２の外側面及び内側面には、第１のマイク ロホン６及び第２のマイクロホン７が取付けられている。

【００３７】 さらに上記補正タンク壁４２の底壁面４５は、片側の側壁より対応する側壁に 向って下方へ傾斜する傾斜面に形成されていて、この傾斜面の最下位置に、補正 タンク５内で結露した液体をメインタンク４内へ排出せしめるための細孔（オリ フィス）４４が穿設されているものである。

【００３８】 上記スピーカ３０、第１及び第２のマイクロホンを取付けている補正タンク５ はユニット化されており、メインタンク４に形成されている開口部に、ゴムシー ル４６を介して取付キャップ４７により気密に固定されているものである。

【００３９】 このように本実施例にあっては、補正タンクの底壁面が傾斜されており、その 傾斜底壁面の最下位置に細孔４４が穿設されていることから補正タンク内で生じ た結露液を補正タンク外部へ有効に排出せしめることができる。

【００４０】 実施例ＩＩ 図３において、本実施例は、補正タンクを形成する壁面の底壁面４５を、その 両側壁面側より底壁面の中央に向って下方向に傾斜する傾斜面となし、その傾斜 面の最下位置に、補正タンク５内で結露した液体をメインタンク４内へ排出せし めるための細孔（オリフィス）４４を穿設したものである。

【００４１】 従ってこの実施例においても、補正タンク内で生じた結露液をその傾斜面に沿 わせて補正タンクの外部へ有効に排出せしめることができる。

【００４２】 実施例ＩＩＩ 図４において、本実施例は、補正タンクを形成する壁面の底壁面４５を、その 両側壁面側より底壁面の中央に向って下方向に傾斜する傾斜曲面となし、その傾 斜曲面の最下位置に、補正タンク５内で結露した液体をメインタンク４内へ排出 せしめるための細孔（オリフィス）４４を穿設したものである。

【００４３】 従ってこの実施例においても、補正タンク内で生じた結露液をその傾斜曲面に 沿わせて補正タンクの外部へ有効に排出せしめることができる。

【００４４】

【考案の効果】

以上のように本考案は、メインタンク４と該メインタンクの容積よりも小さい 容積の補正タンク５との間に介装されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の 体積を所定の周波数で変動せしめる体積変化手段１と、前記メインタンク内の圧 力変動を検出する第１のマイクロホン６と、前記補正タンク内の圧力変動を検出 する第２のマイクロホン７と、前記第１のマイクロホンの検出信号の振幅値を検 出する第１の振幅検出回路９と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を 検出する第２の振幅検出回路１１と、該第２の振幅検出回路の出力を前記第１の 振幅検出回路の出力で除算する割算器１２とを備え、該割算器の出力に基づいて 前記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する体積測定装置において 、補正タンクの一部もしくは全体がメインタンクを占有する構造を有し、補正タ ンクの底部４５は傾斜した構造を有し、かつ補正タンク底部の最低部にメインタ ンクと補正タンクを連結するオリフィス４４を有せしめた体積測定装置であるか ら、これによれば、補正タンク内で生じた結露が、該補正タンク内に溜って補正 タンク内の空間容積を変化せしめるという不具合が解消できるので、体積測定値 の精度と信頼性が向上されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の体積測定装置の全体構造説明図。

【図２】本考案第１実施例の体積測定装置の要部構造説
明図。

【図３】本考案第２実施例の体積測定装置の要部構造説
明図。

【図４】本考案第３実施例の体積測定装置の要部構造説
明図。

【符号の説明】

３０…スピーカ ３１…ヨーク ３２…プレート ３３…マグネット ３４…フレーム ３５…振動板 ３６…固定リング ３７…ボイスコイル ３８…ボビン ３９…環状透孔 ４０…空間部 ４１…排出口 ４２…補正タンク壁 ４３…開口部 ４４…細孔 ４５…底壁面 ４６…ゴムシール ４７…取付キャップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインタンク（４）と該メインタンクの
   容積よりも小さい容積の補正タンク（５）との間に介装
   されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の体積を所
   定の周波数で変動せしめる体積変化手段（１）と、前記
   メインタンク内の圧力変動を検出する第１のマイクロホ
   ン（６）と、前記補正タンク内の圧力変動を検出する第
   ２のマイクロホン（７）と、前記第１のマイクロホンの
   検出信号の振幅値を検出する第１の振幅検出回路（９）
   と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を検出
   する第２の振幅検出回路（１１）と、該第２の振幅検出
   回路の出力を前記第１の振幅検出回路の出力で除算する
   割算器（１２）とを備え、該割算器の出力に基づいて前
   記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する
   体積測定装置において、補正タンクの一部もしくは全体
   がメインタンクを占有する構造を有し、補正タンクの底
   部（４５）は傾斜した構造を有し、かつ補正タンク底部
   の最低部にメインタンクと補正タンクを連結するオリフ
   ィス（４４）を有せしめたことを特徴とした体積測定装
   置。