JPH0634423A - 傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装置 - Google Patents
傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装置Info
- Publication number
- JPH0634423A JPH0634423A JP4191856A JP19185692A JPH0634423A JP H0634423 A JPH0634423 A JP H0634423A JP 4191856 A JP4191856 A JP 4191856A JP 19185692 A JP19185692 A JP 19185692A JP H0634423 A JPH0634423 A JP H0634423A
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- Japan
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- liquid
- liquid level
- electrode
- electrodes
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容器の傾斜角度を検出することができる容量
式液面測定装置を提供する。 【構成】 互いに直交する方向に複数組の電極を配置
し、これら複数組の電極間の静電容量値により各組の電
極位置における液面位置を算出すると共に、各電極位置
における液面位置データの差から各電極を結ぶ線の方向
の傾斜角度および傾斜方向を求めることができるように
構成する。
式液面測定装置を提供する。 【構成】 互いに直交する方向に複数組の電極を配置
し、これら複数組の電極間の静電容量値により各組の電
極位置における液面位置を算出すると共に、各電極位置
における液面位置データの差から各電極を結ぶ線の方向
の傾斜角度および傾斜方向を求めることができるように
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えば船舶、自動車等
の移動体に搭載されるタンクの液量計等に利用すること
ができる静電容量式液面計測装置に関し、特にタンクの
傾き角度および傾きの方向を検出することができる機能
を付加した静電容量式液面計測装置に関する。
の移動体に搭載されるタンクの液量計等に利用すること
ができる静電容量式液面計測装置に関し、特にタンクの
傾き角度および傾きの方向を検出することができる機能
を付加した静電容量式液面計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量検出機能による液面計測技術は
ＬＰＧ，ＬＢＧまたはＬＮＧ等の極低温液体に使用され
ている。従来の静電容量式液面計測装置はタンク等の容
器内に一対の電極を挿入し、電極間の静電容量値の変化
によって液面位置を計測しようとするものである。つま
り液量がゼロで電極が液に全く浸されていない乾燥状態
の容電容量値Ｃ1Eと、電極間が全て液に浸っている状態
の静電容量値Ｃ1Fと、計測しようとする液面位置まで液
に浸った状態での静電容量Ｃ1Xと、電極の全長Ｓ I1とか
らこの電極部分の液位Ｌ1 は Ｌ1 ＝（Ｃ1X−Ｃ1E）・ＳI1／（Ｃ1F−Ｃ1E） ……… （１） で求められる。
ＬＰＧ，ＬＢＧまたはＬＮＧ等の極低温液体に使用され
ている。従来の静電容量式液面計測装置はタンク等の容
器内に一対の電極を挿入し、電極間の静電容量値の変化
によって液面位置を計測しようとするものである。つま
り液量がゼロで電極が液に全く浸されていない乾燥状態
の容電容量値Ｃ1Eと、電極間が全て液に浸っている状態
の静電容量値Ｃ1Fと、計測しようとする液面位置まで液
に浸った状態での静電容量Ｃ1Xと、電極の全長Ｓ I1とか
らこの電極部分の液位Ｌ1 は Ｌ1 ＝（Ｃ1X−Ｃ1E）・ＳI1／（Ｃ1F−Ｃ1E） ……… （１） で求められる。
【０００３】一方、固定されたタンクでは液位を計測す
ることにより、直ちにタンク内の液量を求めることがで
きる。これに対し、船舶、自動車等に搭載されるタンク
は姿勢が定かでないから、液位の測定に加えてタンクの
傾き角度θおよび傾斜方向を検出し、液位データと傾き
角度θとによって液量を算出する。このため従来は液位
の測定に加えてタンクに傾斜角検出装置を設け、この傾
斜角検出装置から発信される傾斜角検出信号によってタ
ンクの傾斜量を検出し、この傾斜量と、液面位置とによ
って液量を算出している。
ることにより、直ちにタンク内の液量を求めることがで
きる。これに対し、船舶、自動車等に搭載されるタンク
は姿勢が定かでないから、液位の測定に加えてタンクの
傾き角度θおよび傾斜方向を検出し、液位データと傾き
角度θとによって液量を算出する。このため従来は液位
の測定に加えてタンクに傾斜角検出装置を設け、この傾
斜角検出装置から発信される傾斜角検出信号によってタ
ンクの傾斜量を検出し、この傾斜量と、液面位置とによ
って液量を算出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように姿勢が
変化するタンクの流量を計測する場合、従来は静電容量
式の液面計測装置に加えて傾斜角検出装置を別に設けな
くてはならない欠点がある。この発明の目的は、静電容
量式液面計測装置に傾斜角検出機能を付加し、傾斜角検
出装置を特別に設けなくても、姿勢が変化するタンクの
液量を測定できる静電容量式液面計測装置を提供しよう
とするものである。
変化するタンクの流量を計測する場合、従来は静電容量
式の液面計測装置に加えて傾斜角検出装置を別に設けな
くてはならない欠点がある。この発明の目的は、静電容
量式液面計測装置に傾斜角検出機能を付加し、傾斜角検
出装置を特別に設けなくても、姿勢が変化するタンクの
液量を測定できる静電容量式液面計測装置を提供しよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明では互いに直交
する方向に所定の間隔をおいて配置した複数組の電極を
設け、この複数組の静電容量値によって各電極位置にお
ける液面位置を算出すると共に、各電極位置における液
面位置の差から容器の傾斜角を求めるように構成したも
のである。
する方向に所定の間隔をおいて配置した複数組の電極を
設け、この複数組の静電容量値によって各電極位置にお
ける液面位置を算出すると共に、各電極位置における液
面位置の差から容器の傾斜角を求めるように構成したも
のである。
【０００６】この発明の構成によれば、静電容量式液面
計測装置だけの構成によって容器の傾斜角を測定するこ
とができる。よって他の形式の傾斜角度測定装置を設け
なくてもタンク等の液量を算出することができる。この
結果、液量計等のコストを低減することができる利点が
得られる。
計測装置だけの構成によって容器の傾斜角を測定するこ
とができる。よって他の形式の傾斜角度測定装置を設け
なくてもタンク等の液量を算出することができる。この
結果、液量計等のコストを低減することができる利点が
得られる。
【０００７】
【実施例】図１にこの発明の要部の構造を示す。図中１
は円筒状の外部電極、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄはこの外
部電極１の内側に配置した内部電極を示す。これら外部
電極１と内部電極２Ａ〜２Ｄによって互いに直交する方
向に配置した複数組の電極を構成する。つまり外部電極
１と内部電極２Ａによって静電容量式液面測定用の１組
の電極を構成し、以下同様に外部電極１と内部電極２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって静電容量式液面測定用の電極の
組が構成される。
は円筒状の外部電極、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄはこの外
部電極１の内側に配置した内部電極を示す。これら外部
電極１と内部電極２Ａ〜２Ｄによって互いに直交する方
向に配置した複数組の電極を構成する。つまり外部電極
１と内部電極２Ａによって静電容量式液面測定用の１組
の電極を構成し、以下同様に外部電極１と内部電極２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって静電容量式液面測定用の電極の
組が構成される。
【０００８】外部電極１には図２に示す発振器３から増
幅器４を通じて交流信号が与えられ、内部電極２Ａ〜２
Ｄには図２に示す増幅器５Ａ〜５Ｄが接続される。この
ように接続することによって増幅器５Ａ〜５Ｄの出力側
には各内部電極２Ａ〜２Ｄと外部電極１との間の静電容
量値に対応したレベルを持つ交流信号を取り出すことが
できる。
幅器４を通じて交流信号が与えられ、内部電極２Ａ〜２
Ｄには図２に示す増幅器５Ａ〜５Ｄが接続される。この
ように接続することによって増幅器５Ａ〜５Ｄの出力側
には各内部電極２Ａ〜２Ｄと外部電極１との間の静電容
量値に対応したレベルを持つ交流信号を取り出すことが
できる。
【０００９】増幅器５Ａ〜５Ｄの出力側に取り出された
交流信号は、例えばマルチプレクサ６で順次１つずつ選
択されて静電容量−電圧変換器７に与えられる。静電容
量−電圧変換器７では交流信号を整流平滑し、各組の電
極間の静電容量値に対応した電圧値を持つ直流信号に変
換する。つまり液に多く浸っている電極間は静電容量が
大きい。従って交流信号の通過量が大きいから静電容量
−電圧変換器７から出力される直流電圧も大きい値とな
る。また電極間に液が全く存在しない場合は、その電極
間の静電容量は最小の値となる。この最小の静電容量を
通じて取り出される交流信号のレベルが直流として取り
出される。
交流信号は、例えばマルチプレクサ６で順次１つずつ選
択されて静電容量−電圧変換器７に与えられる。静電容
量−電圧変換器７では交流信号を整流平滑し、各組の電
極間の静電容量値に対応した電圧値を持つ直流信号に変
換する。つまり液に多く浸っている電極間は静電容量が
大きい。従って交流信号の通過量が大きいから静電容量
−電圧変換器７から出力される直流電圧も大きい値とな
る。また電極間に液が全く存在しない場合は、その電極
間の静電容量は最小の値となる。この最小の静電容量を
通じて取り出される交流信号のレベルが直流として取り
出される。
【００１０】静電容量−電圧変換器７から出力される直
流電圧をＡＤ変換器８に入力し、ＡＤ変換器８でディジ
タル信号に変換し、このディジタル信号をマイクロコン
ピュータ９に読み込ませる。マイクロコンピュータは各
電極間の静電容量値に対応して前記した（１）式を用い
て各電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと外部電極１とによっ
て構成される各組の電極位置における液面位置を算出す
る。この演算において、固定値となる各電極の全長
ＳI1，液に全く浸っていない場合の静電容量値Ｃ1E，電
極が全て液に浸っている場合の静電容量Ｃ1Fはそれぞれ
マイクロコンピュータ９のメモリに記憶してあるものと
する。
流電圧をＡＤ変換器８に入力し、ＡＤ変換器８でディジ
タル信号に変換し、このディジタル信号をマイクロコン
ピュータ９に読み込ませる。マイクロコンピュータは各
電極間の静電容量値に対応して前記した（１）式を用い
て各電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと外部電極１とによっ
て構成される各組の電極位置における液面位置を算出す
る。この演算において、固定値となる各電極の全長
ＳI1，液に全く浸っていない場合の静電容量値Ｃ1E，電
極が全て液に浸っている場合の静電容量Ｃ1Fはそれぞれ
マイクロコンピュータ９のメモリに記憶してあるものと
する。
【００１１】この発明では、各電極位置における液面位
置を求めるのと同時に、各電極位置における液面位置の
差から容器の傾斜角および傾斜方向を求める。このため
の演算式は、 θX ＝tan-1（ＬA −ＬC ）／ＬX ……… （２） θZ ＝tan-1（ＬB −ＬD ）／ＬZ ……… （３） で求められる。こゝでＬA ，ＬB ，ＬC ，ＬD は各電極
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各位置における液面位置を表
す。またＬX は電極２Ａと２Ｃ間の距離、ＬZ は電極２
Ｂと２Ｄの間の距離を表す。
置を求めるのと同時に、各電極位置における液面位置の
差から容器の傾斜角および傾斜方向を求める。このため
の演算式は、 θX ＝tan-1（ＬA −ＬC ）／ＬX ……… （２） θZ ＝tan-1（ＬB −ＬD ）／ＬZ ……… （３） で求められる。こゝでＬA ，ＬB ，ＬC ，ＬD は各電極
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各位置における液面位置を表
す。またＬX は電極２Ａと２Ｃ間の距離、ＬZ は電極２
Ｂと２Ｄの間の距離を表す。
【００１２】このようにして（２）式および（３）式に
よりＸ軸方向と、Ｚ軸方向の傾斜角度θX とθZ および
傾斜方向を求めることができる。傾斜角度θX とθZ が
求められることにより従来と同様に容器の形状に対応し
た液量パラメータにより容器内の液量を求めることがで
きる。マイクロコンピュータ９において算出した液面位
置データおよび傾斜角データ、傾斜方向のデータおよび
液量データは必要に応じて出力回路１０を通じて取り出
され、表示器等に表示することができる。
よりＸ軸方向と、Ｚ軸方向の傾斜角度θX とθZ および
傾斜方向を求めることができる。傾斜角度θX とθZ が
求められることにより従来と同様に容器の形状に対応し
た液量パラメータにより容器内の液量を求めることがで
きる。マイクロコンピュータ９において算出した液面位
置データおよび傾斜角データ、傾斜方向のデータおよび
液量データは必要に応じて出力回路１０を通じて取り出
され、表示器等に表示することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
外部電極１と、４個の内部電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
を互いに直交する方向に配置するだけの構成と、各電極
位置における液面位置を演算する演算装置およびこの演
算装置で求めた液面位置のデータを使って容器の傾斜角
度を算出する演算装置とによって容器の傾斜角度および
傾斜方向を求めることができ、液面位置データと、容器
の傾斜角度および傾斜方向とを利用することにより姿勢
が変わるタンク等の容器内の液量を算出することができ
る。
外部電極１と、４個の内部電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
を互いに直交する方向に配置するだけの構成と、各電極
位置における液面位置を演算する演算装置およびこの演
算装置で求めた液面位置のデータを使って容器の傾斜角
度を算出する演算装置とによって容器の傾斜角度および
傾斜方向を求めることができ、液面位置データと、容器
の傾斜角度および傾斜方向とを利用することにより姿勢
が変わるタンク等の容器内の液量を算出することができ
る。
【００１４】よって特別に高価な傾斜測定用センサを設
けなくてもよいから、安価に構成することができる利点
が得られる。
けなくてもよいから、安価に構成することができる利点
が得られる。
【図１】この発明の要部の構造を説明するための傾斜
図。
図。
【図２】この発明による装置の電気回路部分の構成の一
例を示すブロック図。
例を示すブロック図。
１ 外部電極 ２Ａ〜２Ｄ 内部電極 ３ 発振器 ４ 増幅器 ５Ａ〜５Ｄ 増幅器 ６ マルチプレクサ ７ 静電容量−電圧変換器 ８ ＡＤ変換器 ９ マイクロコンピュータ １０ 出力回路
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａ．容器に挿入された電極間の静電容量
値によって液面位置を算出する静電容量式液面計測装置
において、 Ｂ．互いに直交する方向に所定の間隔をおいて配置した
複数組の電極を設け、この複数組の電極の静電容量値に
よって各電極位置における液面位置を算出すると共に、
各電極位置における液面位置の差から容器の傾斜角およ
び傾斜方向を求めるように構成した傾斜角検出機能を持
つ静電容量式液面計測装置。 - 【請求項２】 上記請求項１記載の電極は円筒状の外部
電極と、この外部電極の内側または外側にこの外部電極
の軸線と平行する方向に配設された複数の電極とによっ
て構成した傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191856A JPH0634423A (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191856A JPH0634423A (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634423A true JPH0634423A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16281650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191856A Withdrawn JPH0634423A (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 傾斜角検出機能を持つ静電容量式液面計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634423A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7281414B2 (en) | 2004-11-30 | 2007-10-16 | Hyundai Motor Company | Apparatus, a method, and measuring sensors for scanning states of engine oil |
| JP2014181965A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | 水位計、水位検出システム及び水位検出方法 |
| CN109443489A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-08 | 世强先进(深圳)科技股份有限公司 | 一种电容式液位测量装置及方法 |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP4191856A patent/JPH0634423A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7281414B2 (en) | 2004-11-30 | 2007-10-16 | Hyundai Motor Company | Apparatus, a method, and measuring sensors for scanning states of engine oil |
| JP2014181965A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | 水位計、水位検出システム及び水位検出方法 |
| CN109443489A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-08 | 世强先进(深圳)科技股份有限公司 | 一种电容式液位测量装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |