JPH07311071A - 気体式体積計 - Google Patents
気体式体積計Info
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- JPH07311071A JPH07311071A JP12810294A JP12810294A JPH07311071A JP H07311071 A JPH07311071 A JP H07311071A JP 12810294 A JP12810294 A JP 12810294A JP 12810294 A JP12810294 A JP 12810294A JP H07311071 A JPH07311071 A JP H07311071A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 容器の容積や物体の体積等のある基準値から
の偏差を比較的精度の低いマイクロホンを用いて測定で
きるようにした、気体の圧力変化を利用する体積計を提
供する。 【構成】 本発明の一形態は、被測定容器とほぼ同容積
の基準容器が結合された第１容器と、被測定容器が結合
された第２容器と、これらの容器に交番的体積変化を差
動的に与えるスピ−カと、これらの容器を連通する連通
管と、連通管内部の圧力変化がほぼ０となる位置におけ
る圧力変化を検出するマイクロホンとからなり、この検
出された圧力変化により基準容器と被測定容器との容積
の差を求める。 【効果】 連通管内部の圧力変化を検出するマイクロホ
ンの出力の大きさは、基準容器の容積と被測定容器の容
積との差にほぼ比例して変化し、精度の低いマイクロホ
ンを用いても容易に容積差を測ることができる。また、
基準容器の容積を別途に精密に測っておけば、容積差か
ら被測定容器の容積を精密に求めることができる。
の偏差を比較的精度の低いマイクロホンを用いて測定で
きるようにした、気体の圧力変化を利用する体積計を提
供する。 【構成】 本発明の一形態は、被測定容器とほぼ同容積
の基準容器が結合された第１容器と、被測定容器が結合
された第２容器と、これらの容器に交番的体積変化を差
動的に与えるスピ−カと、これらの容器を連通する連通
管と、連通管内部の圧力変化がほぼ０となる位置におけ
る圧力変化を検出するマイクロホンとからなり、この検
出された圧力変化により基準容器と被測定容器との容積
の差を求める。 【効果】 連通管内部の圧力変化を検出するマイクロホ
ンの出力の大きさは、基準容器の容積と被測定容器の容
積との差にほぼ比例して変化し、精度の低いマイクロホ
ンを用いても容易に容積差を測ることができる。また、
基準容器の容積を別途に精密に測っておけば、容積差か
ら被測定容器の容積を精密に求めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複雑な形状の容器の容積
あるいは複雑な形状の物体の体積を測定する体積計、特
に容器内の気体の圧力変化を利用する方式の体積計にか
かわる。
あるいは複雑な形状の物体の体積を測定する体積計、特
に容器内の気体の圧力変化を利用する方式の体積計にか
かわる。
【０００２】
【従来の技術】複雑な形状の容器の容積を測定する一つ
の方法として、スピーカなどの音源によって容器内部の
空間に交番的な体積変化を与えて内部の気体を断熱的に
圧縮膨張せしめ、そのときの圧力変化から容器の容積を
求めるという方法がある。
の方法として、スピーカなどの音源によって容器内部の
空間に交番的な体積変化を与えて内部の気体を断熱的に
圧縮膨張せしめ、そのときの圧力変化から容器の容積を
求めるという方法がある。
【０００３】この種の測定方法の一つとして、出願人ら
は特公平2-33084 号および特開平5-223616号（以下これ
ら二つを前願発明と称する）において、基準容器と被測
定容器の双方に交番的体積変化を差動的に与え、そのと
きに生ずるこれらの容器内の気体の圧力変化の大きさの
比、すなわち音圧の大きさの比から、交番的体積変化の
大きさには無関係に、かつ、容器内の気体の静圧力にも
影響されないで容積を測定する気体式体積計を示した。
は特公平2-33084 号および特開平5-223616号（以下これ
ら二つを前願発明と称する）において、基準容器と被測
定容器の双方に交番的体積変化を差動的に与え、そのと
きに生ずるこれらの容器内の気体の圧力変化の大きさの
比、すなわち音圧の大きさの比から、交番的体積変化の
大きさには無関係に、かつ、容器内の気体の静圧力にも
影響されないで容積を測定する気体式体積計を示した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】工業的に大量生産され
る容器では、同種の容器相互の間の１〜２cc程度の容積
差が問題となる場合が多い。前願発明の装置は容積０を
原点として容器の絶対的な容積を測定するので、たとえ
ば１リットルほどの容器の１〜２cc程度の容積のバラツ
キを測定するには、容器内部の圧力変化を検出するマイ
クロホンやその増幅器に０．１パーセントよりずっと良
い感度の安定性が要求され、これが装置の製造コストを
増大させる要因となる。
る容器では、同種の容器相互の間の１〜２cc程度の容積
差が問題となる場合が多い。前願発明の装置は容積０を
原点として容器の絶対的な容積を測定するので、たとえ
ば１リットルほどの容器の１〜２cc程度の容積のバラツ
キを測定するには、容器内部の圧力変化を検出するマイ
クロホンやその増幅器に０．１パーセントよりずっと良
い感度の安定性が要求され、これが装置の製造コストを
増大させる要因となる。
【０００５】本発明の目的は、容器の容積や物体の体積
等のある基準値からの偏差を比較的精度の低いマイクロ
ホンや増幅器等を用いて測定できるようにした気体式体
積計を提供することである。
等のある基準値からの偏差を比較的精度の低いマイクロ
ホンや増幅器等を用いて測定できるようにした気体式体
積計を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の体積計の一形態
は、被測定容器とほぼ同容積の基準容器が連通して結合
された第１の容器と、被測定容器が連通して結合された
第２の容器と、第１および第２容器に交番的体積変化を
差動的に与える手段と、第１および第２容器を連通する
連通管と、連通管内部の圧力変化がほぼ０となる位置に
おける圧力変化を検出するマイクロホンとからなり、こ
の検出された連通管内部の圧力変化により基準容器の容
積と被測定容器の容積との差を求めるようになってい
る。
は、被測定容器とほぼ同容積の基準容器が連通して結合
された第１の容器と、被測定容器が連通して結合された
第２の容器と、第１および第２容器に交番的体積変化を
差動的に与える手段と、第１および第２容器を連通する
連通管と、連通管内部の圧力変化がほぼ０となる位置に
おける圧力変化を検出するマイクロホンとからなり、こ
の検出された連通管内部の圧力変化により基準容器の容
積と被測定容器の容積との差を求めるようになってい
る。
【０００７】
【作用と効果】このようにすると、連通管内部の圧力変
化を検出するマイクロホンの出力信号の大きさは、基準
容器の容積と被測定容器の容積との差にほぼ比例して変
化し、したがって比較的精度の低いマイクロホンや増幅
器を用いても基準容器の容積と被測定容器の容積との差
を精密に測ることができる。また、基準容器の容積を、
中に水を入れて重量を測るなどの方法によって、あらか
じめ求めておけば、被測定容器の容積も知ることができ
る。
化を検出するマイクロホンの出力信号の大きさは、基準
容器の容積と被測定容器の容積との差にほぼ比例して変
化し、したがって比較的精度の低いマイクロホンや増幅
器を用いても基準容器の容積と被測定容器の容積との差
を精密に測ることができる。また、基準容器の容積を、
中に水を入れて重量を測るなどの方法によって、あらか
じめ求めておけば、被測定容器の容積も知ることができ
る。
【０００８】
【第１実施例】図１において、１は容積Ｖ1 の第１の容
器、３は容積Ｖ3 の基準容器でその内部は連通孔１３を
通して容器１の内部につながっている。したがって容器
１の内容積は全体として（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）になっている。
２は容積Ｖ2 の第２の容器、４は容積Ｖ4 の被測定容器
でその内部は連通孔１４を通して容器２の内部につなが
っている。したがって容器２の内容積は全体として（Ｖ
2 ＋Ｖ4 ）になっている。
器、３は容積Ｖ3 の基準容器でその内部は連通孔１３を
通して容器１の内部につながっている。したがって容器
１の内容積は全体として（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）になっている。
２は容積Ｖ2 の第２の容器、４は容積Ｖ4 の被測定容器
でその内部は連通孔１４を通して容器２の内部につなが
っている。したがって容器２の内容積は全体として（Ｖ
2 ＋Ｖ4 ）になっている。
【０００９】容器１と２は隔壁１８を介して接している
が、この隔壁には、これらの容器に交番的体積変化を与
える手段としてスピーカ６がつけられており、信号発生
器１６から端子８、９を通して正弦波などの交番的駆動
信号が与えられるとスピーカ６の振動板７が振動し、容
器１と２に差動的に体積変化が与えられる。隔壁１８に
はまた、容器１と２の内部を連通する連通管５がつけら
れており、５の長さ方向の途中に、その内部の圧力変化
を検出する手段としてマイクロホン１０がつけられてい
る。１０の出力ｅ0 は端子１２を経て信号処理装置１５
へ送られる。同様に、容器１内部の圧力変化を検出する
手段としてマイクロホン１１が容器１につけられてお
り、その出力ｅ1 も信号処理装置１５へ送られる。な
お、１９は油粘土などの充填材で、容器２の容積を調整
するものである。
が、この隔壁には、これらの容器に交番的体積変化を与
える手段としてスピーカ６がつけられており、信号発生
器１６から端子８、９を通して正弦波などの交番的駆動
信号が与えられるとスピーカ６の振動板７が振動し、容
器１と２に差動的に体積変化が与えられる。隔壁１８に
はまた、容器１と２の内部を連通する連通管５がつけら
れており、５の長さ方向の途中に、その内部の圧力変化
を検出する手段としてマイクロホン１０がつけられてい
る。１０の出力ｅ0 は端子１２を経て信号処理装置１５
へ送られる。同様に、容器１内部の圧力変化を検出する
手段としてマイクロホン１１が容器１につけられてお
り、その出力ｅ1 も信号処理装置１５へ送られる。な
お、１９は油粘土などの充填材で、容器２の容積を調整
するものである。
【００１０】いま、信号発生器１６からの信号によって
スピーカ６が駆動され、その結果振動板７が変位し、容
器１の内容積（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）がΔＶS なる体積だけ膨張
したとすると、容器２の内容積（Ｖ2 ＋Ｖ4 ）はΔＶS
だけ圧縮される。すなわち容器１と２にはΔＶS なる体
積変化が差動的に与えられる。また、連通管５を通して
ΔＶP なる体積の気体が容器２に流入すると、容器１か
ら同じくΔＶP なる体積の気体が５を通して流出する。
このとき容器１および２の内部に生ずる圧力変化をそれ
ぞれ−ΔＰ1 、ΔＰ2 とし、また
スピーカ６が駆動され、その結果振動板７が変位し、容
器１の内容積（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）がΔＶS なる体積だけ膨張
したとすると、容器２の内容積（Ｖ2 ＋Ｖ4 ）はΔＶS
だけ圧縮される。すなわち容器１と２にはΔＶS なる体
積変化が差動的に与えられる。また、連通管５を通して
ΔＶP なる体積の気体が容器２に流入すると、容器１か
ら同じくΔＶP なる体積の気体が５を通して流出する。
このとき容器１および２の内部に生ずる圧力変化をそれ
ぞれ−ΔＰ1 、ΔＰ2 とし、また
【００１１】
【数１】
【００１２】とすると、気体の断熱変化の関係式より
【００１３】
【数２】
【００１４】
【数３】
【００１５】となる。ここでＰは容器１および２内部の
気体の平均的な静圧力であり、γは気体の比熱比であ
る。上記二つの式より
気体の平均的な静圧力であり、γは気体の比熱比であ
る。上記二つの式より
【００１６】
【数４】
【００１７】となる。すなわち、圧力変化の比は体積変
化ΔＶ、静圧力Ｐ、比熱比γにはよらず、容積比によっ
てのみ定まる。
化ΔＶ、静圧力Ｐ、比熱比γにはよらず、容積比によっ
てのみ定まる。
【００１８】連通管５の容器２の方の端での圧力変化は
ΔＰ2 で、容器１の方の端での圧力変化は−ΔＰ1 であ
り、管内の圧力変化の分布はΔＰ2 から−ΔＰ1 まで管
端からの距離に応じて連続的に変化している。したがっ
てその途中に管内の圧力変化がほぼ０になる点があり、
マイクロホン１０はその点の近傍の圧力変化を検出す
る。被測定容器４の容積Ｖ4 が変わると容積比（Ｖ2 ＋
Ｖ4 ）／（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）が変わり、（数４）の関係にし
たがって圧力変化の比ΔＰ1 ／ΔＰ2 が変わるから、マ
イクロホン１０で検出される圧力変化の大きさも変わ
る。
ΔＰ2 で、容器１の方の端での圧力変化は−ΔＰ1 であ
り、管内の圧力変化の分布はΔＰ2 から−ΔＰ1 まで管
端からの距離に応じて連続的に変化している。したがっ
てその途中に管内の圧力変化がほぼ０になる点があり、
マイクロホン１０はその点の近傍の圧力変化を検出す
る。被測定容器４の容積Ｖ4 が変わると容積比（Ｖ2 ＋
Ｖ4 ）／（Ｖ1 ＋Ｖ3 ）が変わり、（数４）の関係にし
たがって圧力変化の比ΔＰ1 ／ΔＰ2 が変わるから、マ
イクロホン１０で検出される圧力変化の大きさも変わ
る。
【００１９】以上に説明したことは、マイクロホン１０
の出力ｅ0 の大きさとしてその振幅Ｅ0 をとり、容器１
内部の圧力変化−ΔＰ1 を検出するマイクロホン１１の
出力ｅ1 の振幅をＥ1 とすると、近似的につぎのように
表わされる。
の出力ｅ0 の大きさとしてその振幅Ｅ0 をとり、容器１
内部の圧力変化−ΔＰ1 を検出するマイクロホン１１の
出力ｅ1 の振幅をＥ1 とすると、近似的につぎのように
表わされる。
【００２０】
【数５】
【００２１】上式でＡはマイクロホンの感度などによっ
て定まる定数であり、Ｂはバイアス定数で、Ｅ0 ＝０の
時の容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）を表わす。またＥ0 はｅ0 と
ｅ1 との位相が互いに同相のときには正の値を、逆相の
ときには負の値をとるものとする。
て定まる定数であり、Ｂはバイアス定数で、Ｅ0 ＝０の
時の容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）を表わす。またＥ0 はｅ0 と
ｅ1 との位相が互いに同相のときには正の値を、逆相の
ときには負の値をとるものとする。
【００２２】バイアス定数Ｂは容器１の容積Ｖ1 、容器
２の容積Ｖ2 、基準容器の容積Ｖ3および連通管５内部
の圧力変化を検出する点の位置によって定まり、マイク
ロホン感度にはよらない。また、このＢの値は充填材１
９の量を加減して非常に小さくなるように調整すること
もできる。結局、容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）の値は、マイク
ロホン１１の出力ｅ1 の振幅Ｅ1 が一定であれば、マイ
クロホン１０の出力の振幅Ｅ0 の値から（数５）の関係
によって直接的に求められる。なお（Ａ／Ｅ1）とＢの
値は、基準容器に対する容積差が既知の容器をもう一つ
用意し、その容積差に対応するＥ0 の値を測定し、つぎ
にこれら二つの容器を交換して容積差の符号を変えそれ
に対応するＥ0 の値を測定し、これら二つのＥ0 の値を
（数５）に代入することなどにより容易に決定される。
２の容積Ｖ2 、基準容器の容積Ｖ3および連通管５内部
の圧力変化を検出する点の位置によって定まり、マイク
ロホン感度にはよらない。また、このＢの値は充填材１
９の量を加減して非常に小さくなるように調整すること
もできる。結局、容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）の値は、マイク
ロホン１１の出力ｅ1 の振幅Ｅ1 が一定であれば、マイ
クロホン１０の出力の振幅Ｅ0 の値から（数５）の関係
によって直接的に求められる。なお（Ａ／Ｅ1）とＢの
値は、基準容器に対する容積差が既知の容器をもう一つ
用意し、その容積差に対応するＥ0 の値を測定し、つぎ
にこれら二つの容器を交換して容積差の符号を変えそれ
に対応するＥ0 の値を測定し、これら二つのＥ0 の値を
（数５）に代入することなどにより容易に決定される。
【００２３】図２は信号処理装置１５の内部構造の一例
である。マイクロホン１０の出力ｅ0 は増幅器１５１で
増幅されたのち同期整流器１５３で同期整流される。マ
イクロホン１１の出力ｅ1 は増幅器１５２で増幅された
のち同期信号として１５３に与えられる。同期整流器１
５３では、信号ｅ0 のうちｅ1 とコヒーレントな成分の
大きさが検知され、その出力信号は、加算器１５６にお
いてバイアス定数Ｂに相当する分が差し引かれたのち、
表示器１５５に与えられて容積差（Ｖ4 −Ｖ3）の値が
表示される。増幅器１５２の出力はまた整流器１５４に
よって整流されて信号ｅ1 の振幅Ｅ1 に比例した大きさ
の直流信号となり、導線１７を通じて信号発生器１６に
与えられ、Ｅ1 が一定となるように、すなわち容器１の
内部の圧力変化−ΔＰ1 の振幅が一定となるように、１
６からスピーカ６に与える駆動信号の大きさを制御す
る。しかし、基準容器３をつけたままで被測定容器４を
つぎつぎに替えて測定をくり返していく場合に、それら
の被測定容器がほぼ同容積の場合には、スピーカ６に一
定の大きさの駆動信号を与えれば−ΔＰ1 の振幅もほぼ
一定となるから、上記の制御は必須というわけではな
い。また、同期整流器１５３へ与えられる同期信号は信
号発生器１６の出力の駆動信号をもって代えることがで
きるから、マイクロホン１１も必須ではない。なお、上
記の−ΔＰ1 の振幅がほぼ一定ということは、（数４）
の関係から明らかなように、容器２の内部の圧力変化Δ
Ｐ2 の振幅がほぼ一定ということに等価である。
である。マイクロホン１０の出力ｅ0 は増幅器１５１で
増幅されたのち同期整流器１５３で同期整流される。マ
イクロホン１１の出力ｅ1 は増幅器１５２で増幅された
のち同期信号として１５３に与えられる。同期整流器１
５３では、信号ｅ0 のうちｅ1 とコヒーレントな成分の
大きさが検知され、その出力信号は、加算器１５６にお
いてバイアス定数Ｂに相当する分が差し引かれたのち、
表示器１５５に与えられて容積差（Ｖ4 −Ｖ3）の値が
表示される。増幅器１５２の出力はまた整流器１５４に
よって整流されて信号ｅ1 の振幅Ｅ1 に比例した大きさ
の直流信号となり、導線１７を通じて信号発生器１６に
与えられ、Ｅ1 が一定となるように、すなわち容器１の
内部の圧力変化−ΔＰ1 の振幅が一定となるように、１
６からスピーカ６に与える駆動信号の大きさを制御す
る。しかし、基準容器３をつけたままで被測定容器４を
つぎつぎに替えて測定をくり返していく場合に、それら
の被測定容器がほぼ同容積の場合には、スピーカ６に一
定の大きさの駆動信号を与えれば−ΔＰ1 の振幅もほぼ
一定となるから、上記の制御は必須というわけではな
い。また、同期整流器１５３へ与えられる同期信号は信
号発生器１６の出力の駆動信号をもって代えることがで
きるから、マイクロホン１１も必須ではない。なお、上
記の−ΔＰ1 の振幅がほぼ一定ということは、（数４）
の関係から明らかなように、容器２の内部の圧力変化Δ
Ｐ2 の振幅がほぼ一定ということに等価である。
【００２４】信号処理装置１５としては、図２に示した
アナログ方式のものだけでなく、ディジタル計算機など
も使用可能である。この場合には信号ｅ0 、ｅ1 はアナ
ログディジタル変換器によって計算機にとりこまれ、計
算機内部で上記の同期整流等に相当する計算が行なわ
れ、（数５）の関係にしたがって容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）
が算出される。（数５）の関係式は容積差（Ｖ4 −Ｖ
3 ）が小さいときの線形な近似式で、（Ｖ4 −Ｖ3 ）が
大きくなると線形範囲を逸脱してくる。その場合に（数
５）の右辺にＥ0 の２乗の補正項をつけ加えて容積差を
算出するようにすると測定範囲が拡大されるが、このよ
うな計算もディジタル計算機によれば容易である。また
（数５）を書き替えて
アナログ方式のものだけでなく、ディジタル計算機など
も使用可能である。この場合には信号ｅ0 、ｅ1 はアナ
ログディジタル変換器によって計算機にとりこまれ、計
算機内部で上記の同期整流等に相当する計算が行なわ
れ、（数５）の関係にしたがって容積差（Ｖ4 −Ｖ3 ）
が算出される。（数５）の関係式は容積差（Ｖ4 −Ｖ
3 ）が小さいときの線形な近似式で、（Ｖ4 −Ｖ3 ）が
大きくなると線形範囲を逸脱してくる。その場合に（数
５）の右辺にＥ0 の２乗の補正項をつけ加えて容積差を
算出するようにすると測定範囲が拡大されるが、このよ
うな計算もディジタル計算機によれば容易である。また
（数５）を書き替えて
【００２５】
【数６】
【００２６】とし、この関係式を用いて容積差（Ｖ4 −
Ｖ3 ）を振幅比（Ｅ0 ／Ｅ1 ）から算出することもでき
るが、振幅比を用いることは前記したフィードバック制
御によってＥ1 を一定に保ちつつ測定を行なうことに等
価であり、Ｅ1 を一定に保つことは必要でなくなる。そ
して上式のような除算を含む計算もディジタル計算機に
よれば容易である。
Ｖ3 ）を振幅比（Ｅ0 ／Ｅ1 ）から算出することもでき
るが、振幅比を用いることは前記したフィードバック制
御によってＥ1 を一定に保ちつつ測定を行なうことに等
価であり、Ｅ1 を一定に保つことは必要でなくなる。そ
して上式のような除算を含む計算もディジタル計算機に
よれば容易である。
【００２７】
【第２実施例】図３はほぼ同体積の多数の同種物体の体
積測定を主たる目的とする実施例装置である。容器１の
中には網棚２８があり、その上の孔は重し蓋２１で閉じ
られ、全体として容積Ｖ1 の第１の容器を形成してい
る。２８の上部の空間には体積ＶR の基準物体２３が入
れられる。同様に、容器２の中には網棚２９があり、そ
の上の孔は重し蓋２２で閉じられ、全体として容積Ｖ2
の第２の容器を形成している。２９の上部の空間には体
積ＶX の被測定物体２４が入れられる。容器１と２に交
番的体積変化を差動的に与えるスピーカ６および容器１
と２を連通する連通管５とその内部の圧力変化を検出す
るマイクロホン１０は図１の装置と同じである。スピー
カ６には信号発生器２６から端子８、９を通して一定の
大きさの交番的駆動信号が与えられるが、その結果、容
器１および２の内部にはほぼ一定の大きさの圧力変化を
生ずる。また、連通管５の両端には連通管先端部２０、
２０’がネジ結合されており、これらの先端部を回して
連通管の長さを変えてマイクロホン１０で検出される管
内の圧力変化がほぼ０となるように調整する。
積測定を主たる目的とする実施例装置である。容器１の
中には網棚２８があり、その上の孔は重し蓋２１で閉じ
られ、全体として容積Ｖ1 の第１の容器を形成してい
る。２８の上部の空間には体積ＶR の基準物体２３が入
れられる。同様に、容器２の中には網棚２９があり、そ
の上の孔は重し蓋２２で閉じられ、全体として容積Ｖ2
の第２の容器を形成している。２９の上部の空間には体
積ＶX の被測定物体２４が入れられる。容器１と２に交
番的体積変化を差動的に与えるスピーカ６および容器１
と２を連通する連通管５とその内部の圧力変化を検出す
るマイクロホン１０は図１の装置と同じである。スピー
カ６には信号発生器２６から端子８、９を通して一定の
大きさの交番的駆動信号が与えられるが、その結果、容
器１および２の内部にはほぼ一定の大きさの圧力変化を
生ずる。また、連通管５の両端には連通管先端部２０、
２０’がネジ結合されており、これらの先端部を回して
連通管の長さを変えてマイクロホン１０で検出される管
内の圧力変化がほぼ０となるように調整する。
【００２８】以上のようにすると、容器１の内部空間の
容積は（Ｖ1 −ＶR ）に、容器２の内部空間の容積は
（Ｖ2 −ＶX ）になっているが、これは、図１の装置で
−ＶRなる容積を有する基準容器と−ＶX なる容積を有
する被測定容器をつけたことに等価であり、図３のマイ
クロホン１０には体積差（ＶX −ＶR ）にほぼ比例した
大きさの出力ｅ0 を生ずる。ｅ0 は端子１２を経て信号
処理装置２５への入力となり、図２に示したものと同様
の回路によって処理されて体積差（ＶX −ＶR ）が表示
される。ただし、図３の装置ではｅ0 の同期整流に用い
られる同期信号として、信号発生器２６からスピーカ６
に与えられる駆動信号が導線２７を通して信号処理装置
２５に与えられるようになっている。
容積は（Ｖ1 −ＶR ）に、容器２の内部空間の容積は
（Ｖ2 −ＶX ）になっているが、これは、図１の装置で
−ＶRなる容積を有する基準容器と−ＶX なる容積を有
する被測定容器をつけたことに等価であり、図３のマイ
クロホン１０には体積差（ＶX −ＶR ）にほぼ比例した
大きさの出力ｅ0 を生ずる。ｅ0 は端子１２を経て信号
処理装置２５への入力となり、図２に示したものと同様
の回路によって処理されて体積差（ＶX −ＶR ）が表示
される。ただし、図３の装置ではｅ0 の同期整流に用い
られる同期信号として、信号発生器２６からスピーカ６
に与えられる駆動信号が導線２７を通して信号処理装置
２５に与えられるようになっている。
【００２９】基準物体２３の体積ＶR を水中浮力法など
によってあらかじめ求めておけば、えられた体積差（Ｖ
X −ＶR ）から被測定物体２４の体積ＶX を知ることが
できる。一般に、このような気体の圧力変化を利用する
体積計の測定値は、被測定物体の表面積や形状等の影響
を受けて誤差を生ずるが、図３の装置において、基準物
体として被測定物体とほぼ同体積で、かつ、ほぼ同形の
物体を使用すると上記の誤差が相殺され、より精度の高
い体積測定値がえられる。この事情は、図１の装置にお
いて、基準容器として被測定容器とほぼ同容積で、か
つ、ほぼ同形の容器を使用したときも同じである。
によってあらかじめ求めておけば、えられた体積差（Ｖ
X −ＶR ）から被測定物体２４の体積ＶX を知ることが
できる。一般に、このような気体の圧力変化を利用する
体積計の測定値は、被測定物体の表面積や形状等の影響
を受けて誤差を生ずるが、図３の装置において、基準物
体として被測定物体とほぼ同体積で、かつ、ほぼ同形の
物体を使用すると上記の誤差が相殺され、より精度の高
い体積測定値がえられる。この事情は、図１の装置にお
いて、基準容器として被測定容器とほぼ同容積で、か
つ、ほぼ同形の容器を使用したときも同じである。
【００３０】
【第３実施例】図４は測定装置の上に基準容器か被測定
容器のいずれか一つを載せる方式の実施例である。容積
Ｖ1 の第１の容器１と容積Ｖ2 の第２の容器２が隔壁１
８を介して接しており、これら二つの容器に交番的体積
変化を差動的に与えるスピーカ６と、これら二つの容器
を連通する連通管５と、その内部の圧力変化を検出する
マイクロホン１０があることは、前記二つの実施例と同
様である。連通管５の一端には連通管先端部２０がネジ
結合されており、この先端部を回すことによってマイク
ロホン１０で検出される管内の圧力変化がほぼ０となる
ように調整する。また、信号発生器２６から一定の大き
さの交番的駆動信号がスピーカ６に与えられること、マ
イクロホン１０の出力ｅ0 が信号処理装置３５の入力と
なることは図３の装置の場合と同じである。信号処理装
置３５はディジタル計算機で、導線２７を通して供給さ
れるスピーカ駆動信号を同期信号としてｅ0 と共にアナ
ログディジタル変換してとりこみ、ｅ0 を同期整流して
その振幅Ｅ0 を算出する。
容器のいずれか一つを載せる方式の実施例である。容積
Ｖ1 の第１の容器１と容積Ｖ2 の第２の容器２が隔壁１
８を介して接しており、これら二つの容器に交番的体積
変化を差動的に与えるスピーカ６と、これら二つの容器
を連通する連通管５と、その内部の圧力変化を検出する
マイクロホン１０があることは、前記二つの実施例と同
様である。連通管５の一端には連通管先端部２０がネジ
結合されており、この先端部を回すことによってマイク
ロホン１０で検出される管内の圧力変化がほぼ０となる
ように調整する。また、信号発生器２６から一定の大き
さの交番的駆動信号がスピーカ６に与えられること、マ
イクロホン１０の出力ｅ0 が信号処理装置３５の入力と
なることは図３の装置の場合と同じである。信号処理装
置３５はディジタル計算機で、導線２７を通して供給さ
れるスピーカ駆動信号を同期信号としてｅ0 と共にアナ
ログディジタル変換してとりこみ、ｅ0 を同期整流して
その振幅Ｅ0 を算出する。
【００３１】図４の装置による容積測定の手順は、まず
被測定容器４の替わりに、それとほぼ同じ容積Ｖ3 を有
する基準容器を載せて、そのときの信号ｅ0 の振幅Ｅ
0(Ｖ3)を算出してその値を信号処理装置３５の内部に記
憶する。つぎに容積Ｖ4 の被測定容器４を載せて、その
ときの信号ｅ0 の振幅Ｅ0(Ｖ4)を算出する。そして容積
差（Ｖ4 −Ｖ3 ）をつぎの近似式によって算出表示す
る。
被測定容器４の替わりに、それとほぼ同じ容積Ｖ3 を有
する基準容器を載せて、そのときの信号ｅ0 の振幅Ｅ
0(Ｖ3)を算出してその値を信号処理装置３５の内部に記
憶する。つぎに容積Ｖ4 の被測定容器４を載せて、その
ときの信号ｅ0 の振幅Ｅ0(Ｖ4)を算出する。そして容積
差（Ｖ4 −Ｖ3 ）をつぎの近似式によって算出表示す
る。
【００３２】
【数７】
【００３３】ここでＣは容器１内部の圧力変化の大きさ
やマイクロホンの感度などによって定まる定数であり、
基準容器に対する容積差が既知の容器を被測定容器とし
てその容積差の測定を行なうなどにより容易に決定され
る。なお、ほぼ同容積の多数の容器を測定する場合、基
準容器を載せて振幅Ｅ0(Ｖ3)を算出する操作は測定に先
立って１回だけ行なえばよく、その値を信号処理装置３
５の内部に記憶し、その後被測定容器をつぎつぎに載せ
替えて測定すれば、その基準容器に対する容積差がつぎ
つぎに求められる。
やマイクロホンの感度などによって定まる定数であり、
基準容器に対する容積差が既知の容器を被測定容器とし
てその容積差の測定を行なうなどにより容易に決定され
る。なお、ほぼ同容積の多数の容器を測定する場合、基
準容器を載せて振幅Ｅ0(Ｖ3)を算出する操作は測定に先
立って１回だけ行なえばよく、その値を信号処理装置３
５の内部に記憶し、その後被測定容器をつぎつぎに載せ
替えて測定すれば、その基準容器に対する容積差がつぎ
つぎに求められる。
【図１】本発明の第１実施例の容積計である。
【図２】信号処理装置の内部構造の一例である。
【図３】本発明の第２実施例の体積計である。
【図４】本発明の第３実施例の容積計である。
１ 容積Ｖ1 の第１の容器 ２ 容積Ｖ2 の第２の容器 ３ 容積Ｖ3 の基準容器 ４ 容積Ｖ4 の被測定容器 ５ 連通管 ６ スピーカ ７ スピーカの振動板 ８、９ 端子 １０、１１ マイクロホン １２ 端子 １３、１４ 連通孔 １５ 信号処理装置 １６ 信号発生器 １７ 導線 １８ 隔壁 １９ 充填材 ２０、２０’ 連通管先端部 ２１、２２ 重し蓋 ２３ 体積ＶR の基準物体 ２４ 体積ＶX の被測定物体 ２５ 信号処理装置 ２６ 信号発生器 ２７ 導線 ２８、２９ 網棚 ３４ 連通孔 ３５ 信号処理装置 １５１、１５２ 増幅器 １５３ 同期整流器 １５４ 整流器 １５５ 表示器 １５６ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定容器とほぼ同容積の基準容器が連
通して結合された第１の容器と、被測定容器が連通して
結合された第２の容器と、上記第１および第２の容器に
交番的体積変化を差動的に与える手段と、上記第１およ
び第２の容器を連通する連通管と、上記連通管の内部の
圧力変化がほぼ零となる位置における上記圧力変化を検
出する手段とからなり、この検出された連通管内部の圧
力変化により基準容器の容積と被測定容器の容積との差
を求めることを特徴とする気体式体積計。 - 【請求項２】 被測定物体とほぼ同体積の基準物体を入
れた第１の容器と、被測定物体を入れた第２の容器と、
上記第１および第２の容器に交番的体積変化を差動的に
与える手段と、上記第１および第２の容器を連通する連
通管と、上記連通管の内部の圧力変化がほぼ零となる位
置における上記圧力変化を検出する手段とからなり、こ
の検出された連通管内部の圧力変化により基準物体の体
積と被測定物体の体積との差を求めることを特徴とする
気体式体積計。 - 【請求項３】 第１の容器と、被測定容器が連通して結
合された第２の容器と、上記第１および第２の容器に交
番的体積変化を差動的に与える手段と、上記第１および
第２の容器を連通する連通管と、上記連通管の内部の圧
力変化がほぼ零となる位置における上記圧力変化を検出
する手段とからなり、上記被測定容器をほぼ同容積の基
準容器に替えたときに検出される上記圧力変化の大きさ
と被測定容器をつけたときに検出される上記圧力変化の
大きさとにより基準容器の容積と被測定容器の容積との
差を求めることを特徴とする気体式体積計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12810294A JPH07311071A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 気体式体積計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12810294A JPH07311071A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 気体式体積計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311071A true JPH07311071A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14976447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12810294A Pending JPH07311071A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 気体式体積計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07311071A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010286255A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Kumamoto Univ | 音響式測定装置及び音響式測定方法 |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP12810294A patent/JPH07311071A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010286255A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Kumamoto Univ | 音響式測定装置及び音響式測定方法 |
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