JPH08327429A - タンクの液量検出装置 - Google Patents
タンクの液量検出装置Info
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- JPH08327429A JPH08327429A JP15237695A JP15237695A JPH08327429A JP H08327429 A JPH08327429 A JP H08327429A JP 15237695 A JP15237695 A JP 15237695A JP 15237695 A JP15237695 A JP 15237695A JP H08327429 A JPH08327429 A JP H08327429A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 注液パイプに取り付けられたスピーカー音源
とタンク内の残響音を検出するマイクロホンによってタ
ンク内空気容量を検出し、これに基づいて演算によりタ
ンク内液量が求められ、したがって、液面を検出するた
めの可動部分あるいは直接液体に接触する部分がなくな
り、故障率を低下するとともにメンテナンス性を向上す
る省人省力的かつ経済的なタンクの液量検出装置。 【構成】 所定の断面積を有するパイプ２を設けた容器
１内の液量を検出する液量検出装置において、同パイプ
内部に設けられ周波数を変化させながら音波を発するス
ピーカー３と、同パイプ内部に付設され同スピーカーが
発した残響音の極大レベルを検出するマイクロホン４
と、同残響音が極大レベルになったときに同スピーカー
から発した音波の周波数に基づいて同ヘルムホルツの共
鳴原理により容器内液量を検出する処理装置５とを具え
たこと。
とタンク内の残響音を検出するマイクロホンによってタ
ンク内空気容量を検出し、これに基づいて演算によりタ
ンク内液量が求められ、したがって、液面を検出するた
めの可動部分あるいは直接液体に接触する部分がなくな
り、故障率を低下するとともにメンテナンス性を向上す
る省人省力的かつ経済的なタンクの液量検出装置。 【構成】 所定の断面積を有するパイプ２を設けた容器
１内の液量を検出する液量検出装置において、同パイプ
内部に設けられ周波数を変化させながら音波を発するス
ピーカー３と、同パイプ内部に付設され同スピーカーが
発した残響音の極大レベルを検出するマイクロホン４
と、同残響音が極大レベルになったときに同スピーカー
から発した音波の周波数に基づいて同ヘルムホルツの共
鳴原理により容器内液量を検出する処理装置５とを具え
たこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タンク等の容器に注液
された液体の液量の検出に適用されるタンクの液量検出
装置に関する。
された液体の液量の検出に適用されるタンクの液量検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフロート式液量計においては、容
器内部に可動部があり、フロートの移動量を液面のレベ
ル変位に変換する必要がある。また、フロートの移動範
囲が液面検出範囲となり、容器形状によってはフロート
の移動量が制限されることがある。
器内部に可動部があり、フロートの移動量を液面のレベ
ル変位に変換する必要がある。また、フロートの移動範
囲が液面検出範囲となり、容器形状によってはフロート
の移動量が制限されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種のフロート式液
量計では、上記のように、フロートの移動量によって液
面を検出した場合、液面の上下移動をフロートの上下変
位に変換し、フロートに連結された発信器により液面を
計測するのであるが、その際、発信器が上下の移動量を
検出するとき、タンクの深さと同じ長さの発信器が必要
となる。また、発信器がフロートの移動量を回転角に変
換するとき、上下動が回転角に比例せず、回転角によっ
ては極端に誤差が大きくなる場合もある。
量計では、上記のように、フロートの移動量によって液
面を検出した場合、液面の上下移動をフロートの上下変
位に変換し、フロートに連結された発信器により液面を
計測するのであるが、その際、発信器が上下の移動量を
検出するとき、タンクの深さと同じ長さの発信器が必要
となる。また、発信器がフロートの移動量を回転角に変
換するとき、上下動が回転角に比例せず、回転角によっ
ては極端に誤差が大きくなる場合もある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、注液パイプに取り付けられたスピーカー音源
と、タンク内の残響音を検出するマイクロホンによって
タンク内空気容量を検出し、これに基づいて演算により
タンク内液量が求められる。したがって、液面を検出す
るための可動部分あるいは直接液体に接触する部分がな
くなり、故障率を低下するとともにメンテナンス性を向
上する省人省力的かつ経済的なタンクの液量検出装置を
提供することを目的とする。
たもので、注液パイプに取り付けられたスピーカー音源
と、タンク内の残響音を検出するマイクロホンによって
タンク内空気容量を検出し、これに基づいて演算により
タンク内液量が求められる。したがって、液面を検出す
るための可動部分あるいは直接液体に接触する部分がな
くなり、故障率を低下するとともにメンテナンス性を向
上する省人省力的かつ経済的なタンクの液量検出装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、所定の断面積を有する注液パイプを
具えてなる容器内の貯溜液量を検出する液量検出装置に
おいて、同注液パイプの入口部に設けられ周波数を変化
させながら音波を発するスピーカーと、同パイプ内部に
付設され同スピーカーが発した残響音の極大レベルを検
出するマイクロホンと、同残響音が極大レベルになった
ときに同スピーカーから発した音波の周波数に基づいて
ヘルムホルツの共鳴原理により容器内の貯溜液量を検出
する演算装置とを具えたことを特徴とする。
るために本発明は、所定の断面積を有する注液パイプを
具えてなる容器内の貯溜液量を検出する液量検出装置に
おいて、同注液パイプの入口部に設けられ周波数を変化
させながら音波を発するスピーカーと、同パイプ内部に
付設され同スピーカーが発した残響音の極大レベルを検
出するマイクロホンと、同残響音が極大レベルになった
ときに同スピーカーから発した音波の周波数に基づいて
ヘルムホルツの共鳴原理により容器内の貯溜液量を検出
する演算装置とを具えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】このような構成によれば、容器の空気部容量を
検出するため注液パイプに取り付けられたスピーカー音
源からタンク内に音圧レベル一定で周波数のみ連続変化
させた音波を放射し、同時に注液パイプに取り付けられ
たマイクロホンによりタンク内残響音を測定する。そう
すると、残響音は空気部分の共鳴周波数でレベルが極大
となるので、これにより空気部分の共鳴周波数が求めら
れる。さらに、共鳴周波数と空気容量間には一定の関係
があるので、この関係を利用して空気容量を得ることが
できる。したがって、タンク内液量はタンク容量からタ
ンク内空気量を除いた値として最終的に求めることが可
能となるのである。これは、下記するヘルムホルツの共
鳴原理に基づくものであり、タンク内空気部分容量と共
鳴周波数の間には次の関係があることによるものであ
る。 ｆ＝（１／２π）・ｃ√（Ｓ／Ｌ´Ｖ） ここで、 ｃ：空気中の音速（ｍ／ｓ） ｆ：空気部分の共鳴周波数（Ｈｚ） Ｓ：注液パイプの断面積（ｍ2 ） Ｌ´：補正した注液パイプ首長さ（ｍ） ただし、 Ｌ´＝Ｌ＋１．７ａ （フランジ付パイプの場合） ＝Ｌ＋１．５ａ （フランジ無パイプの場合） Ｌ：注液パイプの首長さ（ｍ） ａ：注液パイプ断面の等価半径（ｍ） Ｖ：タンク内空気容量 したがって、タンク内液量は次式で求められる。 Ｖf ＝Ｖtotal −Ｖ ＝Ｖtotal −（ｃ／２πｆ）2 ・（Ｓ／Ｌ´） ここで、 Ｖf ：タンク内液量 Ｖtotal ：タンク総容量 である。
検出するため注液パイプに取り付けられたスピーカー音
源からタンク内に音圧レベル一定で周波数のみ連続変化
させた音波を放射し、同時に注液パイプに取り付けられ
たマイクロホンによりタンク内残響音を測定する。そう
すると、残響音は空気部分の共鳴周波数でレベルが極大
となるので、これにより空気部分の共鳴周波数が求めら
れる。さらに、共鳴周波数と空気容量間には一定の関係
があるので、この関係を利用して空気容量を得ることが
できる。したがって、タンク内液量はタンク容量からタ
ンク内空気量を除いた値として最終的に求めることが可
能となるのである。これは、下記するヘルムホルツの共
鳴原理に基づくものであり、タンク内空気部分容量と共
鳴周波数の間には次の関係があることによるものであ
る。 ｆ＝（１／２π）・ｃ√（Ｓ／Ｌ´Ｖ） ここで、 ｃ：空気中の音速（ｍ／ｓ） ｆ：空気部分の共鳴周波数（Ｈｚ） Ｓ：注液パイプの断面積（ｍ2 ） Ｌ´：補正した注液パイプ首長さ（ｍ） ただし、 Ｌ´＝Ｌ＋１．７ａ （フランジ付パイプの場合） ＝Ｌ＋１．５ａ （フランジ無パイプの場合） Ｌ：注液パイプの首長さ（ｍ） ａ：注液パイプ断面の等価半径（ｍ） Ｖ：タンク内空気容量 したがって、タンク内液量は次式で求められる。 Ｖf ＝Ｖtotal −Ｖ ＝Ｖtotal −（ｃ／２πｆ）2 ・（Ｓ／Ｌ´） ここで、 Ｖf ：タンク内液量 Ｖtotal ：タンク総容量 である。
【０００７】
【実施例】本発明を燃料タンクに適用した一実施例を図
面について説明すると、図１はその全体系統図、図２は
図１のタンクを示す拡大図である。
面について説明すると、図１はその全体系統図、図２は
図１のタンクを示す拡大図である。
【０００８】まず、図１において、タンクつまり被計測
容器１に注液パイプ２から注液されたタンク内液量を計
測するため、注液パイプ２の上端入口にスピーカー音源
３とマイクロホン４を取り付ける。これら２つの音響プ
ローブは制御及び音響信号処理装置５によって制御され
る。
容器１に注液パイプ２から注液されたタンク内液量を計
測するため、注液パイプ２の上端入口にスピーカー音源
３とマイクロホン４を取り付ける。これら２つの音響プ
ローブは制御及び音響信号処理装置５によって制御され
る。
【０００９】すなわち、同図に示すように、スピーカー
音源３からレベル一定で周波数のみ連続的に変化する音
波が、被計測容器１内に放射され、これにより容器内に
発生した残響音はマイクロホン４によりモニターされ、
残響音レベルが極大となる周波数、すなわち容器内空気
部分の共鳴周波数が検出される。
音源３からレベル一定で周波数のみ連続的に変化する音
波が、被計測容器１内に放射され、これにより容器内に
発生した残響音はマイクロホン４によりモニターされ、
残響音レベルが極大となる周波数、すなわち容器内空気
部分の共鳴周波数が検出される。
【００１０】すなわち図２に示すように、被計測容器の
注液パイプに取り付けられたスピーカー音源から音圧レ
ベル一定で周波数のみ連続変化させた音響放射を行い、
これにより生ずるタンク内残響音を注液パイプに取り付
けられたマイクロホンによりモニターする。残響音はタ
ンク内空気部分の共鳴周波数でレベルが極大となるこ
と、共鳴周波数と空気容量には一定の関係があること、
そして、タンク内液量はタンク総容量から空気部分容量
を除いた量であることから、残響音のレベル変動を計測
することによりタンク液量を求めることができる。
注液パイプに取り付けられたスピーカー音源から音圧レ
ベル一定で周波数のみ連続変化させた音響放射を行い、
これにより生ずるタンク内残響音を注液パイプに取り付
けられたマイクロホンによりモニターする。残響音はタ
ンク内空気部分の共鳴周波数でレベルが極大となるこ
と、共鳴周波数と空気容量には一定の関係があること、
そして、タンク内液量はタンク総容量から空気部分容量
を除いた量であることから、残響音のレベル変動を計測
することによりタンク液量を求めることができる。
【００１１】ここで、タンク内空気部分容量と共鳴周波
数の間にはヘルムホルツの原理により次の関係がある。 ｆ＝（１／２π）・ｃ√（Ｓ／Ｌ´Ｖ） ここで、 ｃ：空気中の音速（ｍ／ｓ） ｆ：空気部分の共鳴周波数（Ｈｚ） Ｓ：注液パイプの断面積（ｍ2 ） Ｌ´：補正した注液パイプ首長さ（ｍ） ただし、 Ｌ´＝Ｌ＋１．７ａ （フランジ付パイプの場合） ＝Ｌ＋１．５ａ （フランジ無パイプの場合） Ｌ：注液パイプの首長さ（ｍ） ａ：注液パイプ断面の等価半径（ｍ） Ｖ：タンク内空気容量
数の間にはヘルムホルツの原理により次の関係がある。 ｆ＝（１／２π）・ｃ√（Ｓ／Ｌ´Ｖ） ここで、 ｃ：空気中の音速（ｍ／ｓ） ｆ：空気部分の共鳴周波数（Ｈｚ） Ｓ：注液パイプの断面積（ｍ2 ） Ｌ´：補正した注液パイプ首長さ（ｍ） ただし、 Ｌ´＝Ｌ＋１．７ａ （フランジ付パイプの場合） ＝Ｌ＋１．５ａ （フランジ無パイプの場合） Ｌ：注液パイプの首長さ（ｍ） ａ：注液パイプ断面の等価半径（ｍ） Ｖ：タンク内空気容量
【００１２】したがって、タンク内液量は次式で求めら
れる。 Ｖf ＝Ｖtotal −Ｖ ＝Ｖtotal −（ｃ／２πｆ）2 ・（Ｓ／Ｌ´） ここで、 Ｖf ：タンク内液量 Ｖtotal ：タンク総容量 である。 なお、前記ヘルムホルツの共鳴原理では換言すれば、タ
ンク２を同タンク内の液面上方の空気がマスとして、注
液パイプ中の空気がばねとして、それぞれ作用する振動
系と等価であるばね−マス系とみるのである。この等価
的振動系は、例えば、フラスコの大径部の上端部を越え
ないレベルに液を入れた場合であって、注液パイプの下
端は液面の上方に開口していることが重要であり、また
音源スピ−カ−は注液パイプの入口付近に付設すること
が実際的である。
れる。 Ｖf ＝Ｖtotal −Ｖ ＝Ｖtotal −（ｃ／２πｆ）2 ・（Ｓ／Ｌ´） ここで、 Ｖf ：タンク内液量 Ｖtotal ：タンク総容量 である。 なお、前記ヘルムホルツの共鳴原理では換言すれば、タ
ンク２を同タンク内の液面上方の空気がマスとして、注
液パイプ中の空気がばねとして、それぞれ作用する振動
系と等価であるばね−マス系とみるのである。この等価
的振動系は、例えば、フラスコの大径部の上端部を越え
ないレベルに液を入れた場合であって、注液パイプの下
端は液面の上方に開口していることが重要であり、また
音源スピ−カ−は注液パイプの入口付近に付設すること
が実際的である。
【００１３】
【発明の効果】本発明装置は、基本的な音響原理を用い
た計測装置であるから、光学式あるいは超音波式の液量
計に比べて、機構が非常に単純である。また、可動部が
無いので、保守は容易であり、被計測溶液中には装置が
全く装備されていないので、被計測溶液及び計測装置が
劣化することがない。
た計測装置であるから、光学式あるいは超音波式の液量
計に比べて、機構が非常に単純である。また、可動部が
無いので、保守は容易であり、被計測溶液中には装置が
全く装備されていないので、被計測溶液及び計測装置が
劣化することがない。
【００１４】要するに本発明によれば、所定の断面積を
有する注液パイプを具えてなる容器内の貯溜液量を検出
する液量検出装置において、同注液パイプの入口部に設
けられ周波数を変化させながら音波を発するスピーカー
と、同パイプ内部に付設され同スピーカーが発した残響
音の極大レベルを検出するマイクロホンと、同残響音が
極大レベルになったときに同スピーカーから発した音波
の周波数に基づいてヘルムホルツの共鳴原理により容器
内の貯溜液量を検出する演算装置とを具えたことによ
り、注液パイプに取り付けられたスピーカー音源とタン
ク内の残響音を検出するマイクロホンによってタンク内
空気容量を検出し、これに基づいて演算によりタンク内
液量が求められる。したがって、液面を検出するための
可動部分あるいは直接液体に接触する部分がなくなり、
故障率を低下するとともにメンテナンス性を向上する省
人省力的かつ経済的なタンクの液量エネルギ装置を得る
から、本発明は産業上極めて有益なものである。
有する注液パイプを具えてなる容器内の貯溜液量を検出
する液量検出装置において、同注液パイプの入口部に設
けられ周波数を変化させながら音波を発するスピーカー
と、同パイプ内部に付設され同スピーカーが発した残響
音の極大レベルを検出するマイクロホンと、同残響音が
極大レベルになったときに同スピーカーから発した音波
の周波数に基づいてヘルムホルツの共鳴原理により容器
内の貯溜液量を検出する演算装置とを具えたことによ
り、注液パイプに取り付けられたスピーカー音源とタン
ク内の残響音を検出するマイクロホンによってタンク内
空気容量を検出し、これに基づいて演算によりタンク内
液量が求められる。したがって、液面を検出するための
可動部分あるいは直接液体に接触する部分がなくなり、
故障率を低下するとともにメンテナンス性を向上する省
人省力的かつ経済的なタンクの液量エネルギ装置を得る
から、本発明は産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明を燃料タンクに適用した一実施例を示す
全体系統図である。
全体系統図である。
【図２】図１のタンクにおける液量検出関係式の説明図
である。
である。
１ 被計測容器（タンク） ２ 注液パイプ ３ スピーカー音源 ４ マイクロホン ５ 制御部及び音響信号演算処理部
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の断面積を有する注液パイプを具え
てなる容器内の貯溜液量を検出する液量検出装置におい
て、同注液パイプの入口部に設けられ周波数を変化させ
ながら音波を発するスピーカーと、同パイプ内部に付設
され同スピーカーが発した残響音の極大レベルを検出す
るマイクロホンと、同残響音が極大レベルになったとき
に同スピーカーから発した音波の周波数に基づいてヘル
ムホルツの共鳴原理により容器内の貯溜液量を検出する
演算装置とを具えたことを特徴とするタンクの液量検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15237695A JPH08327429A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | タンクの液量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15237695A JPH08327429A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | タンクの液量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327429A true JPH08327429A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15539180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15237695A Withdrawn JPH08327429A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | タンクの液量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327429A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6581452B2 (en) | 2001-06-21 | 2003-06-24 | Agency Of Industrial Science And Technology | Apparatus for measuring volume under microgravity |
| JP2008203205A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203208A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知機能付き容器 |
| JP2008203204A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203207A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203206A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| US7707877B2 (en) | 2004-03-24 | 2010-05-04 | Kyoto University | Volume measuring device and method |
| CN110779591A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-11 | 中国人民解放军国防科技大学 | 复杂贮箱内推进剂剩余量的测量方法及装置 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP15237695A patent/JPH08327429A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6581452B2 (en) | 2001-06-21 | 2003-06-24 | Agency Of Industrial Science And Technology | Apparatus for measuring volume under microgravity |
| US7707877B2 (en) | 2004-03-24 | 2010-05-04 | Kyoto University | Volume measuring device and method |
| JP2008203205A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203208A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知機能付き容器 |
| JP2008203204A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203207A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203206A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| CN110779591A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-11 | 中国人民解放军国防科技大学 | 复杂贮箱内推进剂剩余量的测量方法及装置 |
| CN110779591B (zh) * | 2019-10-30 | 2020-10-27 | 中国人民解放军国防科技大学 | 复杂贮箱内推进剂剩余量的测量方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |