JPH08278185A - Level detector of granular material and method thereof - Google Patents
Level detector of granular material and method thereofInfo
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- JPH08278185A JPH08278185A JP7081558A JP8155895A JPH08278185A JP H08278185 A JPH08278185 A JP H08278185A JP 7081558 A JP7081558 A JP 7081558A JP 8155895 A JP8155895 A JP 8155895A JP H08278185 A JPH08278185 A JP H08278185A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ホッパやサイロ内に
投入される粒状体や粉体等の上面位置を検出するための
粒状体のレベル検出装置およびその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a granular body level detecting apparatus and method for detecting the upper surface position of granular bodies, powders and the like put into a hopper or silo.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば石炭や砂利（あるいは穀物等を含
めて、これ以降、粒状体と称する）を上部の投入口より
投入し、下部の払出口より予め設定された一定量ずつ払
出するための装置をホッパという。一般にホッパには、
ベルトコンベアによって粒状体が搬送され、上部投入口
から投入される。2. Description of the Related Art For example, coal or gravel (or grains, etc., and henceforth, referred to as granules) is charged through an upper inlet and a predetermined fixed amount is discharged through a lower outlet. The device is called a hopper. Generally in hoppers,
The granular material is conveyed by the belt conveyor and is charged from the upper charging port.
【０００３】また、前述のホッパを効率よく使用するた
めに、できる得る限りホッパの上限近くまで粒状体を投
入して使用することが望まれる。ところが、例えば石炭
等の粒状体は、産出地の違いや、これに伴う組成の違い
から、その比重等が様々である。このため、ベルトコン
ベアによる搬送前や搬送中の粒状体の重量を検出する方
法では、ホッパに投入された粒状体のレベル（上面位
置）を把握することは困難である。Further, in order to use the above-mentioned hopper efficiently, it is desired that the granular material is put into the hopper as close to the upper limit as possible and used. However, for example, the specific gravity of granular materials such as coal is various due to the difference in the place of production and the difference in the composition associated therewith. Therefore, it is difficult to grasp the level (upper surface position) of the granular material put into the hopper by the method of detecting the weight of the granular material before or during the transportation by the belt conveyor.
【０００４】そこで一般には、ホッパ内の上部に超音波
センサを設け、超音波を発射してから反射して戻ってく
るまでの時間に基づいて、粒状体のレベルを検出する方
法が用いられている。Therefore, a method is generally used in which an ultrasonic sensor is provided in the upper part of the hopper and the level of the granular material is detected based on the time from the emission of ultrasonic waves to the reflection and return of the ultrasonic waves. There is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホッパ
に粒状体を投入する際には、粉塵が舞い上がったり、投
入された粒状体が飛散する。前述の超音波センサは、こ
れら粉塵や飛散粒状体による反射波や、ホッパ内で多重
反射した超音波をノイズとして受けるため、正確に粒状
体のレベルを検出することができないという問題が生じ
た。本発明は、上述のような背景の下になされたもの
で、ホッパ内に投入されている粒状体のレベルを正確に
検出することができる粒状体のレベル検出装置およびそ
の方法を提供することを目的としている。However, when the granular material is charged into the hopper, dust rises and the charged granular material scatters. The above-mentioned ultrasonic sensor receives the reflected waves from these dusts and scattered particles and the ultrasonic waves multiple-reflected in the hopper as noise, which causes a problem that the level of the particles cannot be accurately detected. The present invention has been made against the background as described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for detecting the level of a granular material that can accurately detect the level of the granular material put in a hopper. Has an aim.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、粒状体を格
納する格納手段内の、前記粒状体のレベルを検出する粒
状体のレベル検出装置であって、前記格納手段内部の上
部に取り付けられ、前記粒状体に向けて超音波パルスを
送信し、反射波信号を受信する超音波センサと、前記超
音波パルスの送信を指示するトリガ信号を繰り返し出力
するトリガ手段と、前記反射信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段の出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換
手段と、前記デジタル変換された反射波データを逐次記
憶する記憶手段と、前記増幅手段の増幅度を制御すると
ともに前記粒状体のレベルを算出する制御手段とを具備
し、前記制御手段は、前記トリガ信号が出力されてから
反射波の受信が推定される以前の時間、あるいは前記ト
リガ信号が出力されてから前記反射波の受信が推定され
る以前の時間および前記反射波の受信が推定される以降
の時間は前記増幅手段の増幅度を抑圧し、前記記憶手段
の記憶内容から前記反射波を抽出し、前記トリガ信号と
前記反射波との時間差から前記粒状体のレベルを算出す
ることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a granular body for detecting the level of the granular body in a storage means for storing the granular body. A level detecting device, which is attached to an upper part inside the storing means, transmits an ultrasonic pulse toward the granular body, and receives an reflected wave signal; and an instruction to transmit the ultrasonic pulse. Trigger means for repeatedly outputting the trigger signal, amplification means for amplifying the reflected signal, A / D conversion means for digitally converting the output of the amplification means, and memory for sequentially storing the digitally converted reflected wave data. Means and control means for controlling the amplification degree of the amplifying means and calculating the level of the granular body, wherein the control means estimates the reception of the reflected wave after the trigger signal is output. Before, or the time before the reception of the reflected wave is estimated after the trigger signal is output and the time after the reception of the reflected wave is estimated suppresses the amplification degree of the amplification means, It is characterized in that the reflected wave is extracted from the stored contents of the storage means, and the level of the granular body is calculated from the time difference between the trigger signal and the reflected wave.
【０００７】また請求項２に記載の発明にあっては、請
求項１に記載の粒状体のレベル検出装置では、粒状体を
格納手段に投入する投入手段と、前記格納手段から前記
粒状体を払出す払出手段とを有する前記格納手段内の、
前記粒状体のレベルを検出する粒状体のレベル検出装置
であって、前記投入手段が投入中の前記粒状体の重量お
よび性状を検出する第１のセンサと、前記払出手段が払
出し中の前記粒状体の重量を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサの検出結果と前記第２のセンサの検出
結果とに基づいて、前記格納手段内の前記粒状体の推定
レベルを演算する演算手段とを具備し、前記制御手段
は、前記超音波パルスが前記推定レベルにて反射された
場合の時間差から前記反射波の受信が推定される時間を
演算することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the level detecting apparatus for the granular material according to the first aspect, a charging means for charging the granular material into the storing means, and the granular material from the storing means. In the storage means having a dispensing means for dispensing,
A granular body level detecting device for detecting a level of the granular body, comprising a first sensor for detecting a weight and a property of the granular body being charged by the charging means, and the granularity being discharged by the discharging means. A second sensor for detecting the weight of the body,
And a calculation unit that calculates an estimated level of the granular material in the storage unit based on a detection result of the first sensor and a detection result of the second sensor. The time when the reception of the reflected wave is estimated is calculated from the time difference when the sound wave pulse is reflected at the estimated level.
【０００８】また請求項３に記載の発明にあっては、粒
状体を格納する格納手段内部の上部に取り付けられ、前
記粒状体に向けて超音波パルスを送信し、反射波信号を
受信する超音波センサと、前記超音波パルスの送信を指
示するトリガ信号を繰り返し出力するトリガ手段と、前
記反射信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力
をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル変
換された反射波データを逐次記憶する記憶手段と、前記
増幅手段の増幅度を制御し、前記トリガ信号と前記反射
波データとに基づいて前記粒状体のレベルを算出する制
御手段とを具備する粒状体のレベル検出装置において、
前記制御手段は、前記増幅手段の増幅度を最小とし、前
記トリガ信号の出力を受けて、前記記憶手段への前記デ
ジタル変換された反射波データの逐次記憶を開始し、あ
らかじめ設定される初期時間を中心とした第１の時刻と
第２の時刻との間のみ前記増幅手段の増幅度を最大と
し、あらかじめ設定される第３の時刻に達したら前記反
射データの逐次記憶を終了し、前記記憶手段に記憶され
た前記反射波データの内、振幅が最大の前記反射波デー
タが記憶された時刻と、前記トリガ信号が出力された時
刻との時間差を算出し、前記時間差に基づいて前記粒状
体のレベルを算出し、前記時間差を前記初期時間として
設定する手順を繰り返すことを特徴とする。According to the third aspect of the invention, it is attached to an upper part inside the storing means for storing the granular body, and transmits an ultrasonic pulse toward the granular body and receives a reflected wave signal. An acoustic wave sensor, a trigger means for repeatedly outputting a trigger signal instructing the transmission of the ultrasonic pulse, an amplifying means for amplifying the reflected signal, an A / D converting means for digitally converting the output of the amplifying means, A storage unit that sequentially stores the digitally converted reflected wave data, and a control unit that controls the amplification degree of the amplification unit and calculates the level of the granular material based on the trigger signal and the reflected wave data. In the level detection device of the granular body to
The control means minimizes the amplification degree of the amplification means, receives the output of the trigger signal, and starts the sequential storage of the digitally converted reflected wave data in the storage means, and sets a preset initial time. The amplification degree of the amplifying means is maximized only between the first time and the second time centered on, and the sequential storage of the reflection data is terminated when the preset third time is reached, and the storage is performed. Of the reflected wave data stored in the means, the time difference between the time when the reflected wave data having the maximum amplitude is stored and the time when the trigger signal is output is calculated, and the granular body is calculated based on the time difference. Is calculated, and the procedure of setting the time difference as the initial time is repeated.
【０００９】また請求項４に記載の発明にあっては、粒
状体を格納する格納手段内部の上部に取り付けられ、前
記粒状体に向けて超音波パルスを送信し、反射波信号を
受信する超音波センサと、前記超音波パルスの送信を指
示するトリガ信号を繰り返し出力するトリガ手段と、前
記反射信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力
をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル変
換された反射波データを逐次記憶する記憶手段と、前記
増幅手段の増幅度を制御し、前記トリガ信号と前記反射
波データとに基づいて前記粒状体のレベルを算出する制
御手段とを具備する粒状体のレベル検出装置において、
前記制御手段は、前記増幅手段の増幅度を最大とし、前
記トリガ信号の出力を受けて、前記記憶手段への前記デ
ジタル変換された反射波データの逐次記憶を開始し、あ
らかじめ設定される初期値時間よりさらに第１の時間を
経過したら前記増幅手段の増幅度を最小とし、あらかじ
め設定される第２の時刻に達したら前記反射データの逐
次記憶を終了し、前記記憶手段に記憶された前記反射波
データの内、パルス幅が最大の前記反射波データが記憶
された時刻と、前記トリガ信号が出力された時刻との時
間差を算出し、前記時間差に基づいて前記粒状体のレベ
ルを算出し、前記時間差を前記初期時間として設定する
手順を繰り返すことを特徴とする。Further, according to the invention of claim 4, it is attached to an upper portion inside the storing means for storing the granular body, and transmits an ultrasonic pulse toward the granular body and receives a reflected wave signal. An acoustic wave sensor, a trigger means for repeatedly outputting a trigger signal instructing the transmission of the ultrasonic pulse, an amplifying means for amplifying the reflected signal, an A / D converting means for digitally converting the output of the amplifying means, A storage unit that sequentially stores the digitally converted reflected wave data, and a control unit that controls the amplification degree of the amplification unit and calculates the level of the granular material based on the trigger signal and the reflected wave data. In the level detection device of the granular body to
The control means maximizes the amplification degree of the amplification means, receives the output of the trigger signal, and starts sequential storage of the digitally converted reflected wave data in the storage means, and an initial value set in advance. After a lapse of a first time from the time, the amplification degree of the amplification means is minimized, and when the preset second time is reached, the sequential storage of the reflection data is terminated, and the reflection data stored in the storage means is terminated. Of the wave data, the time when the reflected wave data having the maximum pulse width is stored, and the time difference between the time when the trigger signal is output is calculated, and the level of the granular material is calculated based on the time difference, The procedure of setting the time difference as the initial time is repeated.
【００１０】また請求項５に記載の発明にあっては、粒
状体を格納手段に投入する投入手段と、前記格納手段か
ら前記粒状体を払出す払出手段とを有する前記格納手段
内部の上部に取り付けられ、前記粒状体に向けて超音波
パルスを送信し、反射波信号を受信する超音波センサ
と、前記投入手段が投入中の前記粒状体の重量および性
状を検出する第１のセンサと、前記払出手段が払出し中
の前記粒状体の重量を検出する第２のセンサと、前記第
１のセンサの検出結果と前記第２のセンサの検出結果と
に基づいて、前記格納手段内の前記粒状体の推定レベル
を演算する演算手段と、前記超音波パルスの送信を指示
するトリガ信号を繰り返し出力するトリガ手段と、前記
反射信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力を
デジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル変換
された反射波データを逐次記憶する記憶手段と、前記推
定レベルに基づいて前記増幅手段の増幅度を制御し、前
記トリガ信号と前記反射波データとに基づいて前記粒状
体のレベルを算出する制御手段とを具備する粒状体のレ
ベル検出装置において、前記制御手段は、前記増幅手段
の増幅度を最小とし、前記トリガ信号の出力を受けて、
前記記憶手段への前記デジタル変換された反射波データ
の逐次記憶を開始し、前記推定レベルに基づいて算出す
る推定時間を中心とした第１の時刻と第２の時刻との間
のみ前記増幅手段の増幅度を最大とし、あらかじめ設定
される第３の時刻に達したら前記反射データの逐次記憶
を終了し、前記記憶手段に記憶された前記反射波データ
の内、振幅が最大の前記反射波データが記憶された時刻
と、前記トリガ信号が出力された時刻との時間差を算出
し、前記時間差に基づいて前記粒状体のレベルを算出す
る手順を繰り返すことを特徴とする。Further, in the invention described in claim 5, in the upper part of the inside of the storing means having a charging means for charging the granular material into the storing means and a discharging means for discharging the granular material from the storing means. An ultrasonic sensor that is attached and that transmits an ultrasonic pulse toward the granular body and receives a reflected wave signal; and a first sensor that detects the weight and property of the granular body that the charging means is charging. Based on the second sensor that detects the weight of the granular material being dispensed by the dispensing means, and the detection result of the first sensor and the detection result of the second sensor, the granular material in the storage means. A calculating means for calculating an estimated level of the body, a trigger means for repeatedly outputting a trigger signal instructing the transmission of the ultrasonic pulse, an amplifying means for amplifying the reflected signal, and an A for digitally converting the output of the amplifying means. D conversion means, storage means for sequentially storing the digitally converted reflected wave data, the amplification degree of the amplifying means is controlled based on the estimated level, and the amplification is controlled based on the trigger signal and the reflected wave data. In a granular body level detection device comprising a control means for calculating the level of the granular body, the control means minimizes the amplification degree of the amplifying means, and receives the output of the trigger signal,
Sequential storage of the digitally converted reflected wave data in the storage means is started, and the amplification means is provided only between a first time and a second time centered on an estimated time calculated based on the estimated level. Of the reflected wave data having the maximum amplitude among the reflected wave data stored in the storage means when the amplification degree is maximized and the preset third time is reached. Is calculated and the time difference between the time when the trigger signal is output and the time when the trigger signal is output is calculated, and the procedure of calculating the level of the granular material based on the time difference is repeated.
【００１１】[0011]
【作用】超音波センサは、繰り返し出力されるトリガ信
号を受けて繰り返し超音波パルスを出力し、粒状体によ
って反射された反射波信号を受信する。この反射波信号
を増幅手段によって増幅し、デジタル変換した後、記憶
手段に逐次記憶する。制御手段は、トリガ信号が出力さ
れてから反射波の受信が推定される以前の時間、あるい
はトリガ信号が出力されてから反射波の受信が推定され
る以前の時間および反射波の受信が推定される以降の時
間は増幅手段の増幅度を抑圧し、記憶手段の記憶内容か
ら反射波を抽出し、トリガ信号と反射波との時間差から
粒状体のレベルを算出する。The ultrasonic sensor receives the trigger signal repeatedly output, repeatedly outputs the ultrasonic pulse, and receives the reflected wave signal reflected by the granular material. The reflected wave signal is amplified by the amplification means, converted into a digital signal, and then sequentially stored in the storage means. The control means estimates the time before the reception of the reflected wave is estimated after the trigger signal is output, or the time before the reception of the reflected wave is estimated after the output of the trigger signal and the reception of the reflected wave is estimated. After that, the amplification degree of the amplification means is suppressed, the reflected wave is extracted from the stored contents of the storage means, and the level of the granular material is calculated from the time difference between the trigger signal and the reflected wave.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
にかかる粒状体のレベル検出装置およびその方法を説明
する。なお、この実施例では、火力発電所における石炭
を供給するためのホッパに適用した例を挙げて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A granular material level detecting apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an example applied to a hopper for supplying coal in a thermal power plant will be described.
【００１３】Ａ．構成 図１は、本発明の粒状体のレベル検出装置の大まかな構
成を示すブロック図である。また図２は、図１における
制御系の構成を示すブロック図である。この実施例で
は、粒状体１はベルトコンベア２によって搬送され、投
入口３よりホッパ４に投入される。一方、粒状体１は、
払出口５より払出され、ベルトコンベア６により、図示
しない炉等に搬送される。このホッパ４内の粒状体１の
レベルＬは、超音波センサ７と上限レベルスイッチ８と
によって監視される。A. Configuration FIG. 1 is a block diagram showing a rough configuration of a level detecting device for a granular material according to the present invention. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system in FIG. In this embodiment, the granular material 1 is conveyed by the belt conveyor 2 and is charged into the hopper 4 through the charging port 3. On the other hand, the granular body 1 is
It is delivered from the delivery port 5 and is conveyed by a belt conveyor 6 to a furnace or the like (not shown). The level L of the granular material 1 in the hopper 4 is monitored by the ultrasonic sensor 7 and the upper limit level switch 8.
【００１４】超音波センサ７は、主にホッパ４の中央部
分のレベルを検出するものであり、送受信部９から送信
した超音波が、粒状体１の上面部で反射し、送受信部９
へ戻ってくるまでの所要時間の大小によって粒状体１の
レベルを検出する。即ち、この所要時間が短いほど送受
信部９と粒状体１との距離Ｄが短いと判断することがで
き、これに基づいて粒状体１のレベルＬを検出してい
る。超音波センサ７は、トリガ回路１５（図２参照）か
ら一定間隔で繰り返し入力されるトリガパルスＰtを受
けて、パルス発生回路１６によって超音波パルスを発生
する。この超音波パルスを増幅回路１７によって増幅
し、送受信部９より送信する。The ultrasonic sensor 7 mainly detects the level of the central portion of the hopper 4, and the ultrasonic waves transmitted from the transmitting / receiving unit 9 are reflected by the upper surface of the granular body 1 to cause the transmitting / receiving unit 9 to transmit.
The level of the granular body 1 is detected according to the magnitude of the time required to return to. That is, it can be determined that the shorter the required time is, the shorter the distance D between the transmitting / receiving unit 9 and the granular body 1, and the level L of the granular body 1 is detected based on this. The ultrasonic sensor 7 receives the trigger pulse Pt repeatedly input from the trigger circuit 15 (see FIG. 2) at regular intervals, and causes the pulse generation circuit 16 to generate an ultrasonic pulse. The ultrasonic pulse is amplified by the amplification circuit 17 and transmitted from the transmission / reception unit 9.
【００１５】また、送受信部９から送信された超音波が
粒状体１等によって反射されると、反射波が送受信部９
によって受信される。この反射波は増幅回路１７によっ
て増幅された後、波形整形回路１８によって整形され、
受信信号Ｓrとして増幅回路１９に入力される。この増
幅回路１９は、後述のＣＰＵ２１が出力する増幅制御信
号ＳGによって、増幅度を最小（本実施例では０）から
最大（本実施例では１）までの間で制御することができ
る増幅回路であり、この増幅回路１９の出力する出力信
号Ｓr'は、Ａ／Ｄ変換回路２２に入力される。Ａ／Ｄ変
換回路２２は、あらかじめ設定されたサンプリングタイ
ム毎に受信信号Ｓr'をデジタル変換し、ＣＰＵ２１に入
力する。ＣＰＵ２１は、メモリ２５に書き込まれている
プログラムの手順に従って、粒状体１のレベルＬを検出
する。またメモリ２５には、Ａ／Ｄ変換回路２２によっ
てデジタル変換されてＣＰＵ２１に入力される出力信号
Ｓr'が逐次書き込まれる。When the ultrasonic wave transmitted from the transmitting / receiving unit 9 is reflected by the granular body 1 or the like, a reflected wave is generated.
Received by. This reflected wave is amplified by the amplification circuit 17, and then shaped by the waveform shaping circuit 18,
The received signal Sr is input to the amplifier circuit 19. The amplifier circuit 19 can control the amplification degree from a minimum (0 in this embodiment) to a maximum (1 in this embodiment) by an amplification control signal S G output from a CPU 21 described later. The output signal Sr ′ output from the amplifier circuit 19 is input to the A / D conversion circuit 22. The A / D conversion circuit 22 digitally converts the received signal Sr ′ at preset sampling times and inputs the digital signal to the CPU 21. The CPU 21 detects the level L of the granular body 1 according to the procedure of the program written in the memory 25. The output signal Sr ′, which is digitally converted by the A / D conversion circuit 22 and input to the CPU 21, is sequentially written in the memory 25.
【００１６】上限レベルスイッチ８は、主にホッパ４の
周縁部分のレベルを検出するものであり、この実施例で
は、粒状体１との間の静電容量の大小によって粒状体１
のレベルを検出する。即ち、この静電容量が小さくなっ
た時に上限レベルスイッチ８と粒状体１とが接触したと
判断することができ、これによって粒状体１のレベルＬ
cを検出することができる。この上限レベルスイッチ８
は、演算回路２０に接続されている。この演算回路２０
によって、上限レベルスイッチ８と粒状体１との間の静
電容量に基づいて、粒状体１の大まかなレベルを演算す
る。この演算結果であるレベルＬcはＣＰＵ２１に入力
される。The upper limit level switch 8 mainly detects the level of the peripheral portion of the hopper 4, and in this embodiment, the granular body 1 depends on the magnitude of the electrostatic capacitance between the granular body 1 and the granular body 1.
Detect the level of. That is, it can be determined that the upper limit level switch 8 and the granular body 1 have come into contact with each other when the electrostatic capacity becomes small, and thus the level L of the granular body 1 can be determined.
c can be detected. This upper level switch 8
Are connected to the arithmetic circuit 20. This arithmetic circuit 20
Thus, the rough level of the granular body 1 is calculated based on the electrostatic capacitance between the upper limit level switch 8 and the granular body 1. The level Lc which is the result of this calculation is input to the CPU 21.
【００１７】ベルトコンベア２によって搬送されてホッ
パ４に投入される粒状体１の重量と、ホッパ４から払出
されベルトコンベア６によって搬送される粒状体１の重
量は、それぞれ計重器１０と計重器１１によっても常時
計測されている。計重器１０および１１は、それぞれベ
ルトコンベア２あるいは６上の粒状体１の重量を計測す
ることで、各々の搬送量を検出している。The weight of the granules 1 conveyed by the belt conveyor 2 and fed into the hopper 4 and the weight of the granules 1 discharged from the hopper 4 and conveyed by the belt conveyor 6 are respectively measured by a scale 10 and a weight. It is also constantly measured by the instrument 11. The weighing devices 10 and 11 measure the weight of the granular material 1 on the belt conveyor 2 or 6, respectively, and have detected each conveyance amount.
【００１８】計重器１０と計重器１１とは、それぞれ演
算部１２に接続され、演算部１２は計算により、粒状体
１の大まかなレベルを決定する。今、計重器１０からの
出力の積算量を重量Ｍ1、計重器１１からの出力の積算
量を重量Ｍ2とすると、ホッパ４内の粒状体１の総重量
Ｍ3は、 Ｍ3＝Ｍ1−Ｍ2 ・・・（１） から求めることができる。また、別途設けられているサ
ンプラ３０（図２参照）の資料から粒状体１の比重Ｇが
出力されるので、ホッパ４内の粒状体１の体積Ｖは、 Ｖ＝Ｍ3／Ｄ ・・・（２） として求めることができ、ホッパ４の底面積Ｓはあらか
じめ既知であるので、粒状体１の平均レベルＬaは、 Ｌa＝Ｖ／Ｓ ・・・（３） と、求められる。さらに図１に示すように、ホッパ４内
の粒状体１は、安息角θをもって中央部分が隆起する。
この安息角θは、別途設けられているサンプラ３０の資
料によって検出される、粒状体１の性状に基づいて計算
することができる。演算部１２は、このようにして、ホ
ッパ４内に投入された粒状体１の中央部分のレベルＬ0
を演算する。この演算結果Ｌ0はＣＰＵ２１に入力され
る。The weigher 10 and the weigher 11 are each connected to an arithmetic unit 12, and the arithmetic unit 12 determines a rough level of the granular body 1 by calculation. Assuming now that the integrated amount of output from the weighing device 10 is weight M 1 and the integrated amount of output from the weighing device 11 is weight M 2 , the total weight M 3 of the granular material 1 in the hopper 4 is M 3 = M 1 can be obtained from -M 2 ··· (1). Further, since the specific gravity G of the granular body 1 is output from the material of the separately provided sampler 30 (see FIG. 2), the volume V of the granular body 1 in the hopper 4 is V = M 3 / D ... Since the bottom area S of the hopper 4 is known in advance, the average level La of the granular body 1 is calculated as La = V / S (3). Further, as shown in FIG. 1, the central portion of the granular body 1 in the hopper 4 is raised at an angle of repose θ.
The angle of repose θ can be calculated based on the properties of the granular body 1 detected by the material of the sampler 30 separately provided. In this way, the calculation unit 12 makes the level L 0 of the central portion of the granular material 1 loaded into the hopper 4 into consideration.
Is calculated. The calculation result L 0 is input to the CPU 21.
【００１９】ＣＰＵ２１は、メモリ２５に書き込まれた
内容と、トリガ回路１５から入力されるＰtに基づいて
粒状体１のレベルＬを検出する。ＣＰＵ２１が出力する
レベルＬは、表示部１４に入力され、数値等によって表
示される。また、ＣＰＵ２１はドライバ回路２４を介し
てベルトコンベア２のモータ（図示略）等を制御してお
り、粒状体１のレベルが予め設定した値を越えた場合に
は、ベルトコンベア２のモータ（図示略）等を停止さ
せ、ホッパ４への粒状体１の投入を停止させる。The CPU 21 detects the level L of the granular body 1 based on the contents written in the memory 25 and Pt input from the trigger circuit 15. The level L output by the CPU 21 is input to the display unit 14 and displayed as a numerical value or the like. Further, the CPU 21 controls a motor (not shown) of the belt conveyor 2 via a driver circuit 24, and when the level of the granular material 1 exceeds a preset value, the motor of the belt conveyor 2 (not shown) is shown. Is omitted, and the charging of the granular material 1 into the hopper 4 is stopped.
【００２０】Ｂ．動作 図３（ａ）は、図１および図２に示す粒状体のレベル検
出装置の、トリガパルスＰtと受信信号Ｓrとを同時に示
したものである。このトリガパルスＰtは一定の時間間
隔ｔsで繰り返し出力されるが、このｔsは超音波が送受
信部９と払出口５との間の往復に要する時間ｔH（本実
施例では、約１７５ミリ秒）より長い値に、あらかじめ
設定される。また本図では、その１周期分のみを示し
た。B. Operation FIG. 3A shows the trigger pulse Pt and the received signal Sr of the level detecting device of the granular material shown in FIGS. 1 and 2 at the same time. The trigger pulse Pt is repeatedly output at a constant time interval ts, and this ts is the time t H required for the ultrasonic wave to reciprocate between the transmitting / receiving unit 9 and the payout opening 5 (about 175 milliseconds in this embodiment). ) It is preset to a longer value. Also, in this figure, only one cycle is shown.
【００２１】図３（ａ）に示すように、トリガ回路１５
からトリガパルスＰtが出力されると、受信信号Ｓrに
は、送受信部９と粒状体１との間の距離Ｄに応じた反射
時間ｔを経た後に、反射波Ｓ1が現れる。ＣＰＵ２１
は、トリガパルスＰtの立ち上がりから反射波Ｓ1の立ち
上がりまでの時間に基づいて、粒状体１から送受信部９
までの距離Ｄを求める。また、払出口５から送受信部９
までの高さＨ（図１参照）は既知であるので、これより
粒状体１のレベルＬを求めることができる。As shown in FIG. 3A, the trigger circuit 15
When the trigger pulse Pt is output from, the reflected wave S 1 appears in the reception signal Sr after the reflection time t according to the distance D between the transmission / reception unit 9 and the granular body 1. CPU 21
Based on the time from the rising of the trigger pulse Pt to the rise of the reflected wave S 1, transceiver unit 9 from granulate 1
Find the distance D to. In addition, the payout port 5 to the transmitting / receiving unit 9
Since the height H up to (see FIG. 1) is known, the level L of the granular body 1 can be obtained from this.
【００２２】ところで、受信信号Ｓrにはこの他に、ト
リガパルスＰtと反射波Ｓ1との間にノイズＳnが、反射
波Ｓ1より後にノイズＳ2等が現れる。このノイズＳn
は、粉塵や飛散粒状体によるものであり、またノイズＳ
2は２次反射波によるものである。さらに、これより後
に、３次反射波、４次反射波…が現れるが、ここでは省
略する。Incidentally, in addition to this, noise Sn appears between the trigger pulse Pt and the reflected wave S 1 and noise S 2 and the like appear after the reflected wave S 1 in the received signal Sr. This noise Sn
Is due to dust and scattered particles, and noise S
2 is due to the secondary reflected wave. Furthermore, a third-order reflected wave, a fourth-order reflected wave, ... Appear after this, but they are omitted here.
【００２３】（１）第１の実施例 図４は、本発明の第１の実施例におけるＣＰＵ２１の処
理を示すフローチャートである。また図３（ｂ）は、同
実施例における各部の信号波形を示したものである。ま
ず、ホッパ４内に粒状体１が投入されていない状態での
距離Ｄは、高さＨに等しい。そこでＣＰＵ２１は、距離
Ｄを高さＨとしたときに想定される反射時間ｔ-1を設定
し、さらに時間αとして、トリガパルスＰtのパルス幅
より広い時間を設定する（ステップＳa１）。この時間
αは、あらかじめ実験的に決定されるものである。また
ステップＳa１においてＣＰＵ２１は、増幅制御信号ＳG
によって増幅回路１９の増幅度を最小にする。(1) First Embodiment FIG. 4 is a flow chart showing the processing of the CPU 21 in the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 3B shows the signal waveform of each part in the embodiment. First, the distance D when the granular material 1 is not loaded into the hopper 4 is equal to the height H. Therefore, the CPU 21 sets the reflection time t −1 that is assumed when the distance D is the height H, and further sets the time α that is wider than the pulse width of the trigger pulse Pt (step Sa1). This time α is experimentally determined in advance. Further, in step Sa1, the CPU 21 causes the amplification control signal S G
Thus, the amplification degree of the amplifier circuit 19 is minimized.
【００２４】次にＣＰＵ２１は、トリガ回路１５からト
リガパルスＰtが出力されたか否かを監視し（ステップ
Ｓa２）、トリガパルスＰtが出力された後は、Ａ／Ｄ変
換回路２２によってデジタル変換された出力信号Ｓr'
を、逐次メモリ２５に取り込み（ステップＳa３）なが
ら、トリガパルスＰtの立ち上がりからｔ-1−αの時間
が経過したか否かを監視する（ステップＳa４）。ＣＰ
Ｕ２１は、トリガパルスＰtの立ち上がりからｔ-1−α
の時間が経過したことを確認したならば、増幅制御信号
ＳGによって増幅回路１９の増幅度を最大にする（ステ
ップＳa５）。これによってステップＳa５以降は、出力
信号Ｓr'に、受信信号Ｓrと振幅が等しい信号が現れ
る。Next, the CPU 21 monitors whether or not the trigger pulse Pt is output from the trigger circuit 15 (step Sa2). After the trigger pulse Pt is output, it is digitally converted by the A / D conversion circuit 22. Output signal Sr '
Are sequentially stored in the memory 25 (step Sa3), and it is monitored whether or not the time t −1 −α has elapsed from the rising edge of the trigger pulse Pt (step Sa4). CP
U21 is t −1 −α from the rising edge of the trigger pulse Pt.
If it is confirmed that the time has passed, the amplification degree of the amplification circuit 19 is maximized by the amplification control signal S G (step Sa5). As a result, after step Sa5, a signal having the same amplitude as the received signal Sr appears in the output signal Sr '.
【００２５】この後ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２
によってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモ
リ２５に取り込み（ステップＳa６）ながら、増幅回路
１９の増幅度を最大にしてから２αの時間が経過したか
否かを監視する（ステップＳa７）。ＣＰＵ２１は、増
幅回路１９の増幅度を最大にしてから２αの時間が経過
したことを確認したら、増幅制御信号ＳGによって増幅
回路１９の増幅度を最小にする（ステップＳa８）。Thereafter, the CPU 21 controls the A / D conversion circuit 22.
While the output signal Sr 'digitally converted by the above is sequentially captured in the memory 25 (step Sa6), it is monitored whether or not 2α has elapsed since the amplification degree of the amplifier circuit 19 was maximized (step Sa7). When the CPU 21 confirms that the time of 2α has passed since the amplification degree of the amplification circuit 19 was maximized, it minimizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sa8).
【００２６】さらにＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２
によってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモ
リ２５に取り込み（ステップＳa９）ながら、トリガパ
ルスＰtが出力されてからｔHの時間が経過したか否かを
確認する（ステップＳa１０）。トリガパルスＰtが出力
されてからｔHの時間が経過したならば、ＣＰＵ２１
は、メモリ２５に取り込まれた出力信号Ｓr'の中から、
振幅が最大の反射波を探す（図３（ｂ）では反射信号Ｓ
1'）。ＣＰＵ２１は、この反射波とトリガパルスＰtと
の時間差ｔ1を算出し、このｔ1に基づいて粒状体１のレ
ベルＬを検出する（ステップＳa１１）。またステップ
１１においてＣＰＵ２１は、時間ｔ1の値を時間ｔ-1に
代入する。この後ステップＳa２に戻り、次のトリガパ
ルスＰtが出力されるのを待つ。Further, the CPU 21 has an A / D conversion circuit 22.
While sequentially fetching the output signal Sr 'digitally converted by the above into the memory 25 (step Sa9), it is confirmed whether or not the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output (step Sa10). If the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output, the CPU 21
From the output signal Sr ′ fetched in the memory 25,
Search for the reflected wave with the maximum amplitude (in FIG. 3B, the reflected signal S
1 '). The CPU 21 calculates the time difference t 1 between this reflected wave and the trigger pulse Pt, and detects the level L of the granular body 1 based on this t 1 (step Sa11). In step 11 CPU 21 substitutes the value of the time t 1 to time t -1. After that, the process returns to step Sa2 and waits for the next trigger pulse Pt to be output.
【００２７】このようにして、送受信部９により受信さ
れるノイズＳnやノイズＳ2に影響されることなく、粒状
体１によって発生した反射波Ｓ1が送受信部９に戻って
くるまでの時間ｔ1を正確に測定することができる。従
って、これに基づき正確に粒状体１のレベルＬを検出す
ることができる。In this way, the time t until the reflected wave S 1 generated by the granular material 1 returns to the transmitter / receiver 9 without being affected by the noise Sn or the noise S 2 received by the transmitter / receiver 9. 1 can be measured accurately. Therefore, based on this, the level L of the granular body 1 can be accurately detected.
【００２８】（２）第２の実施例 図５は、本発明の第２の実施例におけるＣＰＵ２１の処
理を示すフローチャートである。本実施例では、受信信
号Ｓrが図６（ａ）に示すような波形を示したものとし
て説明する。また図６（ｂ）に、ＣＰＵ２１が粒状体１
のレベルＬを検出する際の各部の信号波形の一例を示
す。本実施例では、送受信部９から送信された超音波
が、粒状体１の表面で散乱等を起こし、図６（ａ）に示
すように、反射波Ｓ1の振幅はノイズＳ2あるいはノイズ
Ｓnの振幅を下回っている。このために、トリガパルス
Ｐtと振幅が最大の反射波との時間差に基づいて粒状体
１のレベルを検出することはできない。(2) Second Embodiment FIG. 5 is a flow chart showing the processing of the CPU 21 in the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the received signal Sr will be described assuming that it has a waveform as shown in FIG. Further, in FIG. 6B, the CPU 21 displays the granular material 1
An example of the signal waveform of each part when detecting the level L of is shown. In the present embodiment, the ultrasonic waves transmitted from the transmitting / receiving unit 9 are scattered on the surface of the granular body 1, and as shown in FIG. 6A, the amplitude of the reflected wave S 1 is noise S 2 or noise Sn. Is below the amplitude of. Therefore, the level of the granular body 1 cannot be detected based on the time difference between the trigger pulse Pt and the reflected wave having the maximum amplitude.
【００２９】まずＣＰＵ２１は、実施例１と同様に、時
間ｔ-1と時間αを設定する（ステップＳb１）。次にＣ
ＰＵ２１は、増幅制御信号ＳGによって増幅回路１９の
増幅度を最大にする（ステップＳb２）。First, the CPU 21 sets the time t -1 and the time α as in the first embodiment (step Sb1). Then C
The PU 21 maximizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sb2).
【００３０】次にＣＰＵ２１は、トリガ回路１５からト
リガパルスＰtが出力されたか否かを監視し（ステップ
Ｓb３）、トリガパルスＰtが出力された後は、Ａ／Ｄ変
換回路２２によってデジタル変換された出力信号Ｓr'
を、逐次メモリ２５に取り込み（ステップＳb４）なが
ら、トリガパルスＰtの立ち上がりからｔ-1＋αの時間
が経過したか否かを監視する（ステップＳb５）。上述
ステップＳb４からＳb５までの間においては、出力信号
Ｓr'に受信信号Ｓrと振幅が等しい信号が現れる。Next, the CPU 21 monitors whether or not the trigger pulse Pt is output from the trigger circuit 15 (step Sb3), and after the trigger pulse Pt is output, it is digitally converted by the A / D conversion circuit 22. Output signal Sr '
Are sequentially stored in the memory 25 (step Sb4), and it is monitored whether or not the time t −1 + α has elapsed from the rising of the trigger pulse Pt (step Sb5). During the steps Sb4 to Sb5 described above, a signal having the same amplitude as the received signal Sr appears in the output signal Sr '.
【００３１】ＣＰＵ２１は、ステップＳb５においてト
リガパルスＰtの立ち上がりからｔ-1＋αの時間が経過
したことを確認したならば、増幅制御信号ＳGによって
増幅回路１９の増幅度を最小にする（ステップＳb
６）。この後、ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２によ
ってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモリ２
５に取り込み（ステップＳb７）ながら、トリガパルス
Ｐtが出力されてからｔHの時間が経過したか否かを確認
する（ステップＳb８）。When the CPU 21 confirms that the time t -1 + α has elapsed from the rising of the trigger pulse Pt in step Sb5, it minimizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sb).
6). After that, the CPU 21 sequentially outputs the output signal Sr ′ digitally converted by the A / D conversion circuit 22 to the memory 2
While taking in 5 (step Sb7), it is confirmed whether or not the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output (step Sb8).
【００３２】トリガパルスＰtが出力されてからｔHの時
間が経過したならば、ＣＰＵ２１は、メモリ２５に取り
込まれた出力信号Ｓr'の中から、パルス幅（信号の長さ
をパルス幅と称する）が最大の反射波を探す。図６
（ｂ）においては、出力信号Ｓr'にはノイズＳn'と反射
波Ｓ1'とが含まれている。しかし、ノイズＳn'は粉塵や
飛散した粒状体１によって発生したものであるため、パ
ルス幅は極めて狭い。従って、パルス幅が最大の反射波
は、反射信号Ｓ1'である。ＣＰＵ２１は、このパルス幅
が最大の反射波とトリガパルスＰtとの時間差ｔ1を算出
し、このｔ1に基づいて粒状体１のレベルＬを検出する
（ステップＳb９）。またステップＳb９においてＣＰＵ
２１は、時間ｔ1の値を時間ｔ-1に代入する。この後ス
テップＳb２に戻り、次のトリガパルスＰtが出力される
のを待つ。When the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output, the CPU 21 selects the pulse width (the signal length is referred to as the pulse width) from the output signal Sr ′ stored in the memory 25. ) Finds the largest reflected wave. Figure 6
In (b), it is included and the reflection wave S 1 '' noise Sn is in the 'output signal Sr. However, since the noise Sn 'is generated by dust or scattered particles 1, the pulse width is extremely narrow. Therefore, the reflected wave having the maximum pulse width is the reflected signal S 1 '. The CPU 21 calculates the time difference t 1 between the reflected wave having the maximum pulse width and the trigger pulse Pt, and detects the level L of the granular body 1 based on this t 1 (step Sb9). In step Sb9, the CPU
21 substitutes the value of the time t 1 to time t -1. After that, the process returns to step Sb2 and waits for the next trigger pulse Pt to be output.
【００３３】このようにして、送受信部９により受信さ
れるノイズＳnやノイズＳ2に影響されることなく、粒状
体１によって発生した反射波Ｓ1が送受信部９に戻って
くるまでの時間ｔ1を正確に測定することができる。従
って、これに基づき正確に粒状体１のレベルＬを検出す
ることができる。In this way, the time t until the reflected wave S 1 generated by the granular material 1 returns to the transmitter / receiver 9 without being affected by the noise Sn or the noise S 2 received by the transmitter / receiver 9. 1 can be measured accurately. Therefore, based on this, the level L of the granular body 1 can be accurately detected.
【００３４】（３）第３の実施例 図７は、本発明の第３の実施例におけるＣＰＵ２１の処
理を示すフローチャートである。まずＣＰＵ２１は、あ
らかじめ実験的に決定される、トリガパルスＰtのパル
ス幅より広い時間αを設定するとともに、増幅制御信号
ＳGによって増幅回路１９の増幅度を最小にする（ステ
ップＳc１）。次にＣＰＵ２１は、トリガ回路１５から
トリガパルスＰtが出力されたか否かを監視し（ステッ
プＳc２）、トリガパルスＰtが出力されたならば、演算
部１２が出力するレベルＬ0に基づいて、超音波が粒状
体１の表面で反射してくるまでの推定時間ｔ0を算出す
る（ステップＳc３）。(3) Third Embodiment FIG. 7 is a flow chart showing the processing of the CPU 21 in the third embodiment of the present invention. First, the CPU 21 sets a time α wider than the pulse width of the trigger pulse Pt, which is experimentally determined in advance, and minimizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sc1). Next, the CPU 21 monitors whether or not the trigger pulse Pt is output from the trigger circuit 15 (step Sc2), and if the trigger pulse Pt is output, based on the level L 0 output by the calculation unit 12, the An estimated time t 0 until the sound wave is reflected on the surface of the granular body 1 is calculated (step Sc3).
【００３５】その後ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２
によってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモ
リ２５に取り込み（ステップＳc４）ながら、トリガパ
ルスＰtの立ち上がりからｔ0−αの時間が経過したか否
かを監視する（ステップＳc５）。ＣＰＵ２１は、トリ
ガパルスＰtの立ち上がりからｔ0−αの時間が経過した
ことを確認したならば、増幅制御信号ＳGによって増幅
回路１９の増幅度を最大にする（ステップＳc６）。こ
れによって、ステップＳc６以降は出力信号Ｓr'に受信
信号Ｓrと振幅が等しい信号が現れる。After that, the CPU 21 controls the A / D conversion circuit 22.
While the output signal Sr 'digitally converted by the above is sequentially stored in the memory 25 (step Sc4), it is monitored whether or not the time t 0 -α has elapsed from the rising of the trigger pulse Pt (step Sc5). When the CPU 21 confirms that the time t 0 -α has elapsed from the rising of the trigger pulse Pt, the CPU 21 maximizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sc6). As a result, after step Sc6, a signal having the same amplitude as the received signal Sr appears in the output signal Sr '.
【００３６】この後ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２
によってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモ
リ２５に取り込み（ステップＳc７）ながら、増幅回路
１９の増幅度を最大にしてから２αの時間が経過したか
否かを監視する（ステップＳc８）。ＣＰＵ２１は、増
幅回路１９の増幅度を最大にしてから２αの時間が経過
したことを確認したら、増幅制御信号ＳGによって増幅
回路１９の増幅度を最小にする（ステップＳc９）。Thereafter, the CPU 21 controls the A / D conversion circuit 22.
While the output signal Sr 'digitally converted by the above is sequentially captured in the memory 25 (step Sc7), it is monitored whether or not 2α has elapsed since the amplification degree of the amplifier circuit 19 was maximized (step Sc8). When the CPU 21 confirms that the time of 2α has passed since the amplification degree of the amplification circuit 19 was maximized, it minimizes the amplification degree of the amplification circuit 19 by the amplification control signal S G (step Sc9).
【００３７】さらにＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２
によってデジタル変換された出力信号Ｓr'を、逐次メモ
リ２５に取り込み（ステップＳc１０）ながら、トリガ
パルスＰtが出力されてからｔHの時間が経過したか否か
を確認する（ステップＳc１１）。トリガパルスＰtが出
力されてからｔHの時間が経過したならば、ＣＰＵ２１
は、メモリ２５に取り込まれた出力信号Ｓr'の中から振
幅が最大の反射波を探す。ＣＰＵ２１は、この反射波と
トリガパルスＰtとの時間差ｔ1を算出し、このｔ1に基
づいて粒状体１のレベルＬを検出する（ステップＳc１
２）。この後ステップＳc２に戻り、次のトリガパルス
Ｐtが出力されるのを待つ。Further, the CPU 21 has an A / D conversion circuit 22.
While sequentially fetching the output signal Sr ′ digitally converted by the above into the memory 25 (step Sc10), it is confirmed whether or not the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output (step Sc11). If the time t H has elapsed since the trigger pulse Pt was output, the CPU 21
Searches for the reflected wave with the maximum amplitude from the output signal Sr 'stored in the memory 25. The CPU 21 calculates the time difference t 1 between this reflected wave and the trigger pulse Pt, and detects the level L of the granular body 1 based on this t 1 (step Sc1).
2). After that, the process returns to step Sc2 and waits for the next trigger pulse Pt to be output.
【００３８】図８は、本実施例の粒状体のレベル検出装
置における各部の信号波形を示す図であり、図８（ａ）
はトリガパルスＰtの１回目の送信後、図８（ｂ）は２
回目の送信後、図８（ｃ）は３回目の送信後の波形を示
している。図８（ａ）においてはトリガパルスＰtの１
回目の送信後、メモリ２５に取り込まれた出力信号Ｓr'
中の反射波Ｓ1とトリガパルスＰtとの時間差ｔ1より、
粒状体１のレベルＬが検出できた。FIG. 8 is a diagram showing the signal waveform of each part in the level detecting device for the granular material of the present embodiment, and FIG.
Is 2 after the first transmission of the trigger pulse Pt.
After the third transmission, FIG. 8C shows the waveform after the third transmission. In FIG. 8A, the trigger pulse Pt is 1
Output signal Sr 'fetched in the memory 25 after the second transmission
From the time difference t 1 between the reflected wave S 1 inside and the trigger pulse Pt,
The level L of the granular body 1 could be detected.
【００３９】一方、図８（ｂ）では、反射波Ｓ1は散乱
等の影響で極めて減衰し、受信信号Ｓr中、あるいは出
力信号Ｓr'中には現れなかった。従って、トリガパルス
Ｐtの２回目の送信後には反射時間ｔ1を算出することは
できず、粒状体１のレベルＬは検出されない。なお、図
８（ｂ）中の一点鎖線は、トリガパルスＰtの１回目の
送信後に算出した超音波の反射時間をｔaとし、このｔa
を中心として±αの時間内をで増幅制御信号ＳGを最大
にした場合を示している。On the other hand, in FIG. 8B, the reflected wave S 1 is extremely attenuated due to the influence of scattering or the like and does not appear in the received signal Sr or the output signal Sr ′. Therefore, the reflection time t 1 cannot be calculated after the second transmission of the trigger pulse Pt, and the level L of the granular body 1 is not detected. The dashed-dotted line in FIG. 8B indicates the reflection time of the ultrasonic wave calculated after the first transmission of the trigger pulse Pt as ta.
The center shows the case where the amplification control signal S G is maximized within a time of ± α.
【００４０】さらに図８（ｃ）では、受信信号Ｓr中
に、再び反射波Ｓ1が現れた。このとき、上述のように
トリガパルスＰtの１回目の送信後に算出した超音波の
反射時間をｔaとし、このｔaを中心として±αの時間内
をで増幅制御信号ＳGを最大にした場合、出力信号Ｓr'
には何の信号も現れないことになる。しかし本実施例で
は、演算部１２が出力するレベルＬ0に基づいて算出し
たｔ0を中心として±αの時間内で増幅制御信号ＳGを最
大としている。このため、出力信号Ｓr'には反射波Ｓ1'
が現れ、反射時間ｔ1を測定することができる。従っ
て、これに基づき正確に粒状体１のレベルＬを検出する
ことができる。Further, in FIG. 8C, the reflected wave S 1 appears again in the received signal Sr. At this time, when the ultrasonic wave reflection time calculated after the first transmission of the trigger pulse Pt as described above is ta, and the amplification control signal S G is maximized within a time of ± α centering on this ta, Output signal Sr '
No signal will appear in. However, in this embodiment, the amplification control signal S G is maximized within a time of ± α centering on t 0 calculated based on the level L 0 output by the calculation unit 12. Therefore, the reflected wave S 1 'is included in the output signal Sr'.
Appears and the reflection time t 1 can be measured. Therefore, based on this, the level L of the granular body 1 can be accurately detected.
【００４１】なお本実施例では、粒状体として石炭を適
用した例を挙げたが、この粒状体は石炭に限定されたも
のではなく、砂利や穀類等であってもよい。また、繰り
返し時間等はホッパの大きさ等によって決定されるもの
であり、本実施例のものに限定されない。In this embodiment, coal is used as the granular material, but the granular material is not limited to coal and may be gravel or grains. Further, the repetition time and the like are determined by the size of the hopper and the like, and are not limited to those of this embodiment.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波センサは、繰り返し出力されるトリガ信号を受けて
繰り返し超音波パルスを出力し、粒状体によって反射さ
れた反射波信号を受信する。この反射波信号を増幅手段
によって増幅し、デジタル変換した後、記憶手段に逐次
記憶する。制御手段は、トリガ信号が出力されてから反
射波の受信が推定される以前の時間、あるいはトリガ信
号が出力されてから反射波の受信が推定される以前の時
間および反射波の受信が推定される以降の時間は増幅手
段の増幅度を抑圧し、記憶手段の記憶内容から反射波を
抽出し、トリガ信号と反射波との時間差から粒状体のレ
ベルを算出するので、ホッパ内に投入されている粒状体
のレベルのを正確に検出することができる粒状体のレベ
ル検出装置およびその方法が実現可能であるという効果
が得られる。As described above, according to the present invention, the ultrasonic sensor receives the trigger signal repeatedly output, repeatedly outputs the ultrasonic pulse, and receives the reflected wave signal reflected by the granular material. . The reflected wave signal is amplified by the amplification means, converted into a digital signal, and then sequentially stored in the storage means. The control means estimates the time before the reception of the reflected wave is estimated after the trigger signal is output, or the time before the reception of the reflected wave is estimated after the output of the trigger signal and the reception of the reflected wave is estimated. After that, the amplification degree of the amplification means is suppressed, the reflected wave is extracted from the stored contents of the storage means, and the level of the granular material is calculated from the time difference between the trigger signal and the reflected wave. It is possible to obtain an effect that a granular material level detecting device and method capable of accurately detecting the level of existing granular material can be realized.
【図１】本発明の実施例にかかる粒状体のレベル検出装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a level detecting device for a granular material according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す粒状体のレベル検出装置の制御系の
構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the level detecting device for the granular material shown in FIG.
【図３】本発明の粒状体のレベル検出装置の第１の実施
例における、各部の信号波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform of each part in the first embodiment of the granular body level detecting apparatus of the present invention.
【図４】同実施例における、ＣＰＵ２１の処理手順を示
すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a CPU 21 in the embodiment.
【図５】本発明の粒状体のレベル検出装置の第２の実施
例における、ＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU 21 in the second embodiment of the level detecting device for the granular material of the present invention.
【図６】同実施例における、各部の信号波形を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a signal waveform of each part in the embodiment.
【図７】本発明の粒状体のレベル検出装置の第３の実施
例における、ＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャー
トである。FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU 21 in the third embodiment of the level detecting apparatus for the granular material of the present invention.
【図８】同実施例における、各部の信号波形を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a signal waveform of each part in the embodiment.
１ 粒状体 ２、６ ベルトコンベア ３ 投入口 ４ ホッパ ５ 払出口 ７ 超音波センサ ９ 送受信部 １０、１１ 計重器 １２ 演算部 １３ 制御部 １５ トリガ回路 １９ 増幅回路 ２１ ＣＰＵ ２２ Ａ／Ｄ変換回路 ２５ メモリ ３０ サンプラ 1 Granular Material 2, 6 Belt Conveyor 3 Input Port 4 Hopper 5 Discharge Port 7 Ultrasonic Sensor 9 Transmitter / Receiver Unit 10, 11 Weigher 12 Calculation Unit 13 Control Unit 15 Trigger Circuit 19 Amplification Circuit 21 CPU 22 A / D Conversion Circuit 25 Memory 30 sampler
Claims (5)
状体のレベルを検出する粒状体のレベル検出装置であっ
て、 前記格納手段内部の上部に取り付けられ、前記粒状体に
向けて超音波パルスを送信し、反射波信号を受信する超
音波センサと、 前記超音波パルスの送信を指示するトリガ信号を繰り返
し出力するトリガ手段と、 前記反射信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段
と、 前記デジタル変換された反射波データを逐次記憶する記
憶手段と、 前記増幅手段の増幅度を制御するとともに前記粒状体の
レベルを算出する制御手段とを具備し、前記制御手段
は、 前記トリガ信号が出力されてから反射波の受信が推定さ
れる以前の時間、あるいは前記トリガ信号が出力されて
から前記反射波の受信が推定される以前の時間および前
記反射波の受信が推定される以降の時間は前記増幅手段
の増幅度を抑圧し、 前記記憶手段の記憶内容から前記反射波を抽出し、 前記トリガ信号と前記反射波との時間差から前記粒状体
のレベルを算出することを特徴とする粒状体のレベル検
出装置。1. A granular body level detecting device for detecting a level of the granular body in a storing means for storing the granular body, the apparatus being attached to an upper portion inside the storing means, the granular body level detecting device being located above the granular body. An ultrasonic sensor that transmits a sound wave pulse and receives a reflected wave signal, a trigger means that repeatedly outputs a trigger signal that instructs the transmission of the ultrasonic pulse, an amplifying means that amplifies the reflected signal, and an amplifying means A / D conversion means for digitally converting the output, storage means for sequentially storing the digitally converted reflected wave data, and control means for controlling the amplification degree of the amplification means and calculating the level of the granular material. The control means may comprise a time period after the trigger signal is output and before reception of a reflected wave is estimated, or a reception time of the reflected wave after the trigger signal is output. The time before the estimation and the time after the reception of the reflected wave are estimated suppresses the amplification degree of the amplification means, extracts the reflected wave from the stored content of the storage means, and outputs the trigger signal and the reflected signal. A level detecting device for a granular body, wherein the level of the granular body is calculated from a time difference from a wave.
と、前記格納手段から前記粒状体を払出す払出手段とを
有する前記格納手段内の、前記粒状体のレベルを検出す
る粒状体のレベル検出装置であって、 前記投入手段が投入中の前記粒状体の重量および性状を
検出する第１のセンサと、 前記払出手段が払出し中の前記粒状体の重量を検出する
第２のセンサと、 前記第１のセンサの検出結果と前記第２のセンサの検出
結果とに基づいて、前記格納手段内の前記粒状体の推定
レベルを演算する演算手段とを具備し、前記制御手段
は、 前記超音波パルスが前記推定レベルにて反射された場合
の時間差から前記反射波の受信が推定される時間を演算
することを特徴とする請求項１に記載の粒状体のレベル
検出装置。2. A level of a granular body for detecting a level of the granular body in the storing means having a charging means for charging the granular body into the storing means and a dispensing means for discharging the granular body from the storing means. A detection device, a first sensor for detecting a weight and a property of the granular material being charged by the charging means, and a second sensor for detecting a weight of the granular material being discharged by the discharging means, And a calculation unit that calculates an estimated level of the granular material in the storage unit based on a detection result of the first sensor and a detection result of the second sensor. 2. The level detecting device for the granular material according to claim 1, wherein the time when the reception of the reflected wave is estimated is calculated from the time difference when the sound wave pulse is reflected at the estimated level.
取り付けられ、前記粒状体に向けて超音波パルスを送信
し、反射波信号を受信する超音波センサと、 前記超音波パルスの送信を指示するトリガ信号を繰り返
し出力するトリガ手段と、 前記反射信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段
と、 前記デジタル変換された反射波データを逐次記憶する記
憶手段と、 前記増幅手段の増幅度を制御し、前記トリガ信号と前記
反射波データとに基づいて前記粒状体のレベルを算出す
る制御手段とを具備する粒状体のレベル検出装置におい
て、 前記制御手段は、 前記増幅手段の増幅度を最小とし、 前記トリガ信号の出力を受けて、前記記憶手段への前記
デジタル変換された反射波データの逐次記憶を開始し、 あらかじめ設定される初期時間を中心とした第１の時刻
と第２の時刻との間のみ前記増幅手段の増幅度を最大と
し、 あらかじめ設定される第３の時刻に達したら前記反射デ
ータの逐次記憶を終了し、 前記記憶手段に記憶された前記反射波データの内、振幅
が最大の前記反射波データが記憶された時刻と、前記ト
リガ信号が出力された時刻との時間差を算出し、 前記時間差に基づいて前記粒状体のレベルを算出し、 前記時間差を前記初期時間として設定する手順を繰り返
すことを特徴とする粒状体のレベル検出方法。3. An ultrasonic sensor, which is attached to an upper part inside a storage means for storing a granular body, which transmits an ultrasonic pulse toward the granular body and receives a reflected wave signal, and transmitting the ultrasonic pulse. Trigger means for repeatedly outputting an instructing trigger signal, amplifying means for amplifying the reflected signal, A / D converting means for digitally converting the output of the amplifying means, and sequentially storing the digitally converted reflected wave data. A granular body level detection device comprising: a storage unit; and a control unit that controls the amplification degree of the amplification unit and calculates the level of the granular body based on the trigger signal and the reflected wave data. The means minimizes the amplification degree of the amplifying means, receives the output of the trigger signal, and starts sequential storage of the digitally converted reflected wave data in the storage means. The amplification degree of the amplification means is maximized only between a first time and a second time centered on a preset initial time, and the reflection data is sequentially stored when a preset third time is reached. Of the reflected wave data stored in the storage means, a time difference between the time when the reflected wave data having the maximum amplitude is stored and the time when the trigger signal is output is calculated, and the time difference is calculated. A method for detecting the level of a granular body, comprising: calculating the level of the granular body based on the above, and repeating the procedure of setting the time difference as the initial time.
取り付けられ、前記粒状体に向けて超音波パルスを送信
し、反射波信号を受信する超音波センサと、 前記超音波パルスの送信を指示するトリガ信号を繰り返
し出力するトリガ手段と、 前記反射信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段
と、 前記デジタル変換された反射波データを逐次記憶する記
憶手段と、 前記増幅手段の増幅度を制御し、前記トリガ信号と前記
反射波データとに基づいて前記粒状体のレベルを算出す
る制御手段とを具備する粒状体のレベル検出装置におい
て、 前記制御手段は、 前記増幅手段の増幅度を最大とし、 前記トリガ信号の出力を受けて、前記記憶手段への前記
デジタル変換された反射波データの逐次記憶を開始し、 あらかじめ設定される初期値時間よりさらに第１の時間
を経過したら前記増幅手段の増幅度を最小とし、 あらかじめ設定される第２の時刻に達したら前記反射デ
ータの逐次記憶を終了し、 前記記憶手段に記憶された前記反射波データの内、パル
ス幅が最大の前記反射波データが記憶された時刻と、前
記トリガ信号が出力された時刻との時間差を算出し、 前記時間差に基づいて前記粒状体のレベルを算出し、 前記時間差を前記初期時間として設定する手順を繰り返
すことを特徴とする粒状体のレベル検出方法。4. An ultrasonic sensor, which is attached to an upper part inside a storage means for storing a granular body, transmits an ultrasonic pulse toward the granular body, and receives a reflected wave signal, and transmitting the ultrasonic pulse. Trigger means for repeatedly outputting an instructing trigger signal, amplifying means for amplifying the reflected signal, A / D converting means for digitally converting the output of the amplifying means, and sequentially storing the digitally converted reflected wave data. A granular body level detection device comprising: a storage unit; and a control unit that controls the amplification degree of the amplification unit and calculates the level of the granular body based on the trigger signal and the reflected wave data. The means maximizes the amplification degree of the amplification means, receives the output of the trigger signal, and starts the sequential storage of the digitally converted reflected wave data in the storage means. The amplification degree of the amplification means is minimized when a first time has further elapsed from a preset initial value time, and the sequential storage of the reflection data is terminated when a preset second time is reached, and the storage means Among the reflected wave data stored in, the time when the reflected wave data having the maximum pulse width is stored, the time difference between the time when the trigger signal is output is calculated, the granular body based on the time difference. The method for detecting the level of a granular material, comprising: repeating the procedure of calculating the level of, and setting the time difference as the initial time.
と、前記格納手段から前記粒状体を払出す払出手段とを
有する前記格納手段内部の上部に取り付けられ、前記粒
状体に向けて超音波パルスを送信し、反射波信号を受信
する超音波センサと、 前記投入手段が投入中の前記粒状体の重量および性状を
検出する第１のセンサと、 前記払出手段が払出し中の前記粒状体の重量を検出する
第２のセンサと、 前記第１のセンサの検出結果と前記第２のセンサの検出
結果とに基づいて、前記格納手段内の前記粒状体の推定
レベルを演算する演算手段と、 前記超音波パルスの送信を指示するトリガ信号を繰り返
し出力するトリガ手段と、 前記反射信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段
と、 前記デジタル変換された反射波データを逐次記憶する記
憶手段と、 前記推定レベルに基づいて前記増幅手段の増幅度を制御
し、前記トリガ信号と前記反射波データとに基づいて前
記粒状体のレベルを算出する制御手段とを具備する粒状
体のレベル検出装置において、 前記制御手段は、 前記増幅手段の増幅度を最小とし、 前記トリガ信号の出力を受けて、前記記憶手段への前記
デジタル変換された反射波データの逐次記憶を開始し、 前記推定レベルに基づいて算出する推定時間を中心とし
た第１の時刻と第２の時刻との間のみ前記増幅手段の増
幅度を最大とし、 あらかじめ設定される第３の時刻に達したら前記反射デ
ータの逐次記憶を終了し、 前記記憶手段に記憶された前記反射波データの内、振幅
が最大の前記反射波データが記憶された時刻と、前記ト
リガ信号が出力された時刻との時間差を算出し、 前記時間差に基づいて前記粒状体のレベルを算出する手
順を繰り返すことを特徴とする粒状体のレベル検出方
法。5. An ultrasonic wave is attached to an upper part of the inside of the storing means having a charging means for charging the granular material into the storing means and a discharging means for discharging the granular material from the storing means, and an ultrasonic wave is directed toward the granular material. An ultrasonic sensor that transmits a pulse and receives a reflected wave signal, a first sensor that detects the weight and property of the granular material that the charging means is charging, and a particle sensor that the discharging means is discharging the granular material. A second sensor for detecting a weight; and a calculation means for calculating an estimated level of the granular material in the storage means based on the detection result of the first sensor and the detection result of the second sensor, Trigger means for repeatedly outputting a trigger signal instructing the transmission of the ultrasonic pulse, amplification means for amplifying the reflected signal, A / D conversion means for converting the output of the amplification means into digital data, and the digital conversion means. Storage means for sequentially storing the reflected wave data, and control for controlling the amplification degree of the amplifying means based on the estimated level, and calculating the level of the granular body based on the trigger signal and the reflected wave data. In the level detecting device for the granular material, the control means minimizes the amplification degree of the amplification means, receives the output of the trigger signal, and outputs the digitally converted reflected wave data to the storage means. Is sequentially stored, and the amplification degree of the amplification means is maximized only between the first time and the second time centered on the estimated time calculated based on the estimated level, and the preset third time is set. When the time reaches, the sequential storage of the reflection data is ended, and the time when the reflection wave data having the largest amplitude among the reflection wave data stored in the storage unit is stored, Calculating a time difference between a time at which the gas signal is output, the level detection method of the granulate and repeating the steps of calculating the level of the granular object based on the time difference.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081558A JPH08278185A (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Level detector of granular material and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081558A JPH08278185A (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Level detector of granular material and method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278185A true JPH08278185A (en) | 1996-10-22 |
Family
ID=13749626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7081558A Withdrawn JPH08278185A (en) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Level detector of granular material and method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08278185A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100356419B1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-10-19 | 홍진국 | Ultrasonic Wave Level Mesuring Device |
| KR101469687B1 (en) * | 2014-06-26 | 2014-12-05 | 홍성일 | Powder level measuring system |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP7081558A patent/JPH08278185A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100356419B1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-10-19 | 홍진국 | Ultrasonic Wave Level Mesuring Device |
| KR101469687B1 (en) * | 2014-06-26 | 2014-12-05 | 홍성일 | Powder level measuring system |
| WO2015199350A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 홍성일 | Apparatus for measuring level of powder |
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