JPH09101191A - 超音波液レベル計 - Google Patents
超音波液レベル計Info
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- JPH09101191A JPH09101191A JP8186681A JP18668196A JPH09101191A JP H09101191 A JPH09101191 A JP H09101191A JP 8186681 A JP8186681 A JP 8186681A JP 18668196 A JP18668196 A JP 18668196A JP H09101191 A JPH09101191 A JP H09101191A
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- liquid
- plate
- ultrasonic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2965—Measuring attenuation of transmitted waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単且つ安価な構成で高信頼性の液レベル計
を実現すること。 【解決手段】 プラスチック等の超音波透過性の板状体
１２の被測定液体１０と接する一面と反対面に圧電フィ
ルム１６を被着して超音波を発射して、板状体１２の一
面が液体１０に接するか否かにより異なる大きさのエコ
ーを検知して、液レベルを検出測定する。板状体１２は
液体１０用コンテナの壁であっても、液体１０内に浸漬
されるエンクロージャ４２の壁であってもよい。
を実現すること。 【解決手段】 プラスチック等の超音波透過性の板状体
１２の被測定液体１０と接する一面と反対面に圧電フィ
ルム１６を被着して超音波を発射して、板状体１２の一
面が液体１０に接するか否かにより異なる大きさのエコ
ーを検知して、液レベルを検出測定する。板状体１２は
液体１０用コンテナの壁であっても、液体１０内に浸漬
されるエンクロージャ４２の壁であってもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液レベル計、特に超
音波を使用してタンク等のコンテナ内の液体レベルを検
出する液レベル計に関する。
音波を使用してタンク等のコンテナ内の液体レベルを検
出する液レベル計に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】液レベル計には種々のものが
提案されているが、その１つは液面が予め定めた固定点
の上か下かを判定するＹｅｓ／Ｎｏスイッチ方式であ
る。他の１つは、ある範囲内で液面を連続的に測定又は
検出する。
提案されているが、その１つは液面が予め定めた固定点
の上か下かを判定するＹｅｓ／Ｎｏスイッチ方式であ
る。他の１つは、ある範囲内で液面を連続的に測定又は
検出する。
【０００３】前者の方式の典型的な従来例としては機械
的スイッチを包囲するフロート（浮き）を使用するか、
フロートにより移動する磁石を用いて、リードスイッチ
を作動するかしている。斯る方式の液レベル計にあって
は、コンテナ内への挿入体を必要とするので、信頼性が
制限されるという欠点がある。
的スイッチを包囲するフロート（浮き）を使用するか、
フロートにより移動する磁石を用いて、リードスイッチ
を作動するかしている。斯る方式の液レベル計にあって
は、コンテナ内への挿入体を必要とするので、信頼性が
制限されるという欠点がある。
【０００４】後者の方式の典型従来例は、測定回路に連
結されたポテンショナータを作動するフロートを使用す
る。この方式にあっても上述の場合と同様の欠点を有す
る。
結されたポテンショナータを作動するフロートを使用す
る。この方式にあっても上述の場合と同様の欠点を有す
る。
【０００５】また、超音波（本明細書では超音波及び音
響波又はアコースチックウェーブを総称して超音波とい
う）パルスがコンテナの底から液面に反射されて再度底
面に戻るまでの過度（経過）時間を測定して液レベルを
超音波で測定することも周知である。斯る液レベル計は
可動部がないので高信頼性であるが、比較的構造が複雑
であり高価であるという欠点がある。
響波又はアコースチックウェーブを総称して超音波とい
う）パルスがコンテナの底から液面に反射されて再度底
面に戻るまでの過度（経過）時間を測定して液レベルを
超音波で測定することも周知である。斯る液レベル計は
可動部がないので高信頼性であるが、比較的構造が複雑
であり高価であるという欠点がある。
【０００６】更に、コンテナ内の液の高さ方向にそって
離間した送信器及び受信器のアレイを配置して、これら
送受信間に音響波信号を通過させることにより液レベル
を測定することも周知である。この例はヨーロッパ特許
ＥＰ０５１５２５４号及び国際特許ＷＯ９３／０２３４
０号に開示されている。しかし、この方式も構成が比較
的複雑であって、高価となるという欠点がある。
離間した送信器及び受信器のアレイを配置して、これら
送受信間に音響波信号を通過させることにより液レベル
を測定することも周知である。この例はヨーロッパ特許
ＥＰ０５１５２５４号及び国際特許ＷＯ９３／０２３４
０号に開示されている。しかし、この方式も構成が比較
的複雑であって、高価となるという欠点がある。
【０００７】従って、本発明は上述した従来の液レベル
計に付随した欠点がなく、簡単且つ安価な構成を有し、
且つ高信頼性の超音波液レベル計を提供することであ
る。
計に付随した欠点がなく、簡単且つ安価な構成を有し、
且つ高信頼性の超音波液レベル計を提供することであ
る。
【０００８】
【課題解決の為の手段】本発明の超音波液レベル計によ
ると、超音波透過性材料の層（以下材料層という）に固
定した圧電素子より成る。この圧電素子と材料層の音響
インピーダンスは、圧電素子が発生した超音波信号が材
料層内を伝播し、対向面が液と接触しているか否かに依
って伝送又は反射されるように構成している。
ると、超音波透過性材料の層（以下材料層という）に固
定した圧電素子より成る。この圧電素子と材料層の音響
インピーダンスは、圧電素子が発生した超音波信号が材
料層内を伝播し、対向面が液と接触しているか否かに依
って伝送又は反射されるように構成している。
【０００９】好ましくは、圧電素子は分極したＰＶＤＦ
又はＰ（ＶＤＦ−Ｔr ＦＥ）である圧電ポリマフィルム
である。
又はＰ（ＶＤＦ−Ｔr ＦＥ）である圧電ポリマフィルム
である。
【００１０】このフィルムは好ましくは１以上の能動信
号電極を形成するようエッチングされた銅面を有するプ
リント回路板上に取付けられる。
号電極を形成するようエッチングされた銅面を有するプ
リント回路板上に取付けられる。
【００１１】この銅は複数の独立した信号電極を形成し
て、フィルムの信号層と協働するようエッチングしても
よい。
て、フィルムの信号層と協働するようエッチングしても
よい。
【００１２】この銅はエッチングにより櫛歯状電極構造
とし、送信電極及び受信電極としてもよい。
とし、送信電極及び受信電極としてもよい。
【００１３】プリント回路板の反対面は完全に又は部分
的に銅で覆って、接地面の接続を行ってもよい。
的に銅で覆って、接地面の接続を行ってもよい。
【００１４】上述した材料層はコンテナの壁面の一部を
なしてもよく、また検出器を覆うカプセルの一部をな
し、コンテナ内の検出器の交換を可能にしてもよい。
なしてもよく、また検出器を覆うカプセルの一部をな
し、コンテナ内の検出器の交換を可能にしてもよい。
【００１５】この材料層は一般に０．５ｍｍ乃至５０ｍ
ｍの厚さであり、音響インピーダンスは１乃至１０×１
０8 Ｎsm -3の間である。
ｍの厚さであり、音響インピーダンスは１乃至１０×１
０8 Ｎsm -3の間である。
【００１６】斯るデバイスによりフロートに内蔵される
磁石で駆動されるリードスイッチを置換することができ
る。斯るリードスイッチは衝撃に弱く、このスイッチの
金属コンタクトは所定回数の開閉動作による寿命がある
ので、トラブルの原因となり、また交換作業を必要とす
ることもある。また、フロート組立体はコンテナ内であ
る程度のスペースを占有すると共に取付け取外しを行う
為に組立体をコンテナに取外し可能とする必要があっ
た。しかし、本発明の超音波液レベル計によると斯る欠
点は完全に解消可能である。
磁石で駆動されるリードスイッチを置換することができ
る。斯るリードスイッチは衝撃に弱く、このスイッチの
金属コンタクトは所定回数の開閉動作による寿命がある
ので、トラブルの原因となり、また交換作業を必要とす
ることもある。また、フロート組立体はコンテナ内であ
る程度のスペースを占有すると共に取付け取外しを行う
為に組立体をコンテナに取外し可能とする必要があっ
た。しかし、本発明の超音波液レベル計によると斯る欠
点は完全に解消可能である。
【００１７】
【発明の実施形態】以下、本発明の超音波液レベル計の
好適実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
好適実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】超音波トランスデューサ（変換器）は好ま
しくは塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）又は共重合体
（コポリマ）Ｐ（ＰＤＦ−Ｔr ＦＥ）等の圧電ポリマフ
ィルムを用いて形成する。斯る圧電ポリマ材料の特徴
は、低音響インピーダンス（典型値は４．１×１０8 Ｎ
sm -3）及び高インターナルダンピング特性である。これ
ら特性により、高速超音波パルスが圧電トランスデュー
サの音響インピーダンスと十分に近い材料中を伝送でき
る。この種の材料中にはコモンプラスチックが含まれ
る。これにより、コンテナ又はタンクはインジェクショ
ン（射出）又はブローモールド工程等で形成でき、ポリ
エチレンやポリプロピレン等の材料を含む。
しくは塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）又は共重合体
（コポリマ）Ｐ（ＰＤＦ−Ｔr ＦＥ）等の圧電ポリマフ
ィルムを用いて形成する。斯る圧電ポリマ材料の特徴
は、低音響インピーダンス（典型値は４．１×１０8 Ｎ
sm -3）及び高インターナルダンピング特性である。これ
ら特性により、高速超音波パルスが圧電トランスデュー
サの音響インピーダンスと十分に近い材料中を伝送でき
る。この種の材料中にはコモンプラスチックが含まれ
る。これにより、コンテナ又はタンクはインジェクショ
ン（射出）又はブローモールド工程等で形成でき、ポリ
エチレンやポリプロピレン等の材料を含む。
【００１９】超音波パルスが壁材料を介して伝播され境
界に達すると、その動作は境界の先にある媒体に大きく
影響される。もし、媒体の音響インピーダンスが極めて
低いと（例えば媒体が空気、ガス又は蒸気）、音響エネ
ルギーの大半は境界から反射され媒体内に伝播されるエ
ネルギーは殆どない。媒体の音響インピーダンスが壁材
料のそれに比して極めて高い場合にも同様である。しか
し、媒体の音響インピーダンスが壁材料のそれと近似す
る場合には、音響エネルギーの大部分は媒体内に放射さ
れ、極めて小さいエコーが境界から壁材料内に反射して
戻って来ることとなる。
界に達すると、その動作は境界の先にある媒体に大きく
影響される。もし、媒体の音響インピーダンスが極めて
低いと（例えば媒体が空気、ガス又は蒸気）、音響エネ
ルギーの大半は境界から反射され媒体内に伝播されるエ
ネルギーは殆どない。媒体の音響インピーダンスが壁材
料のそれに比して極めて高い場合にも同様である。しか
し、媒体の音響インピーダンスが壁材料のそれと近似す
る場合には、音響エネルギーの大部分は媒体内に放射さ
れ、極めて小さいエコーが境界から壁材料内に反射して
戻って来ることとなる。
【００２０】このエコーの振幅（大きさ）は単純な次式
を用いて容易に推定可能である。 Ｒ＝（ＺW −Ｚm ）／（ＺW ＋Ｚm ） ここでＺW は壁材料の音響インピーダンスであり、Ｚm
は媒体の音響インピーダンスである。
を用いて容易に推定可能である。 Ｒ＝（ＺW −Ｚm ）／（ＺW ＋Ｚm ） ここでＺW は壁材料の音響インピーダンスであり、Ｚm
は媒体の音響インピーダンスである。
【００２１】媒体が空気やガス（気体）の場合には、反
射されるエコーの大きさは実質的に１である（即ち媒体
内に伝播されるエネルギーは実質的に０である）。トラ
ンスデューサはプラスチック製コンテナ（タンク）の外
壁に単に被着させた小さい圧電ポリマフィルムにより構
成し得る。このフィルム素子を電圧パルスで駆動する
と、これにより生じるエコーは電気的応答を生じ、しき
い値と比較して内側境界即ちプラスチックの壁が液体に
より濡れているか否かを決定する。
射されるエコーの大きさは実質的に１である（即ち媒体
内に伝播されるエネルギーは実質的に０である）。トラ
ンスデューサはプラスチック製コンテナ（タンク）の外
壁に単に被着させた小さい圧電ポリマフィルムにより構
成し得る。このフィルム素子を電圧パルスで駆動する
と、これにより生じるエコーは電気的応答を生じ、しき
い値と比較して内側境界即ちプラスチックの壁が液体に
より濡れているか否かを決定する。
【００２２】次に、図１を参照して説明する。液体１０
を入れたコンテナはプリエチレン等のプラスチック材料
製の壁１２を有する。参照符号１４で示す液レベル検出
器（ディテクタ）はコンテナ壁１２に固定されている。
この液レベル検出器１４はプリント回路板１８に固定さ
れた圧電ポリマフィルム１６より成る。プリント回路板
１８には、その表面及び裏面にエッチングされた銅層が
形成されている。表面には銅のボーダー２２により包囲
された銅電極２０が形成されている。圧電ポリマフィル
ム１６は前面に金属化膜２４を有し、接着剤によりプリ
ント回路板１８に被着されている。
を入れたコンテナはプリエチレン等のプラスチック材料
製の壁１２を有する。参照符号１４で示す液レベル検出
器（ディテクタ）はコンテナ壁１２に固定されている。
この液レベル検出器１４はプリント回路板１８に固定さ
れた圧電ポリマフィルム１６より成る。プリント回路板
１８には、その表面及び裏面にエッチングされた銅層が
形成されている。表面には銅のボーダー２２により包囲
された銅電極２０が形成されている。圧電ポリマフィル
ム１６は前面に金属化膜２４を有し、接着剤によりプリ
ント回路板１８に被着されている。
【００２３】プリント回路板１８の裏面の主要部分は銅
接地面２６により覆われ、銅ボーダー２２と金属化膜２
４にハトメ２８により電気的に接続される。電極領域２
０はめっきされたスルーホール３０を介してプリント回
路板１８の裏面の電気的に隔離された銅領域３２に接続
されている。
接地面２６により覆われ、銅ボーダー２２と金属化膜２
４にハトメ２８により電気的に接続される。電極領域２
０はめっきされたスルーホール３０を介してプリント回
路板１８の裏面の電気的に隔離された銅領域３２に接続
されている。
【００２４】よって、液レベル検出器１４を図１に示す
如く電気的に接続することにより、中央銅領域２０は能
動信号電極として機能し、接地領域２２、２４及び２６
により干渉から電気的にシールド（遮蔽）されている。
図１の実施形態の更なる利点は、銅信号電極２０がある
程度超音波ミラーとして作用して、超音波がプラスチッ
ク壁材料内に伝播されるのを助けることである。
如く電気的に接続することにより、中央銅領域２０は能
動信号電極として機能し、接地領域２２、２４及び２６
により干渉から電気的にシールド（遮蔽）されている。
図１の実施形態の更なる利点は、銅信号電極２０がある
程度超音波ミラーとして作用して、超音波がプラスチッ
ク壁材料内に伝播されるのを助けることである。
【００２５】液レベル検出器１４に電気パルスが印加さ
れると、音響波パルスＡがコンテナの内部に向って伝播
される。図２は典型的な音響レスポンス（応答）図であ
る。図２の上側のレスポンスは液レベル検出器１４がコ
ンテナ内に液体がない空の状態、即ち、コンテナ壁１２
の内部が空気（ガス）の場合のレベルを示す。この場
合、壁と空気との境界面（インターフェース）で強いエ
コーＢがある。図２の下側のレスポンスは液レベル検出
器１４がコンテナ壁１２内を液１０が覆っている場合の
レベルを示す。この場合には、コンテナ壁１２と液１０
間に比較的良好な音響マッチングが存するので、音響エ
ネルギーＣが液体内に伝播されて強いエコーＢ’を生じ
ることを示している。
れると、音響波パルスＡがコンテナの内部に向って伝播
される。図２は典型的な音響レスポンス（応答）図であ
る。図２の上側のレスポンスは液レベル検出器１４がコ
ンテナ内に液体がない空の状態、即ち、コンテナ壁１２
の内部が空気（ガス）の場合のレベルを示す。この場
合、壁と空気との境界面（インターフェース）で強いエ
コーＢがある。図２の下側のレスポンスは液レベル検出
器１４がコンテナ壁１２内を液１０が覆っている場合の
レベルを示す。この場合には、コンテナ壁１２と液１０
間に比較的良好な音響マッチングが存するので、音響エ
ネルギーＣが液体内に伝播されて強いエコーＢ’を生じ
ることを示している。
【００２６】図１は上述の現象を利用する典型的な電気
的構成を示すが、他の回路工程も当業者には容易に想到
し得るところである。図１では、パルス発生器２７が発
生したパルス信号をめっきしたスルーホール３０を介し
て能動電極２０に印加し、反射信号をしきい値検出器２
９に印加する。
的構成を示すが、他の回路工程も当業者には容易に想到
し得るところである。図１では、パルス発生器２７が発
生したパルス信号をめっきしたスルーホール３０を介し
て能動電極２０に印加し、反射信号をしきい値検出器２
９に印加する。
【００２７】図３は本発明による超音波液レベル計の他
の実施形態を示す。液レベル検出器組立体３１はコンテ
ナ内の液３２内に浸し、ケーブル３４を介して外部に接
続する。
の実施形態を示す。液レベル検出器組立体３１はコンテ
ナ内の液３２内に浸し、ケーブル３４を介して外部に接
続する。
【００２８】この液レベル検出組立体３１はプリント回
路板３８に被着された圧電ポリマフィルム３６より成
り、このプリント回路板３８には電極素子の垂直アレイ
が形成されている。この結合体を例えば高密度ポリエチ
レン等のプラスチックハウジング４２内に収め、好まし
くは圧電ポリマフィルム３６をハウジング４２の内壁に
被着している。ハウジング４２は十分大きく、関連する
エレクトロニクス部分を収めるに足る十分なスペース４
４を有する。
路板３８に被着された圧電ポリマフィルム３６より成
り、このプリント回路板３８には電極素子の垂直アレイ
が形成されている。この結合体を例えば高密度ポリエチ
レン等のプラスチックハウジング４２内に収め、好まし
くは圧電ポリマフィルム３６をハウジング４２の内壁に
被着している。ハウジング４２は十分大きく、関連する
エレクトロニクス部分を収めるに足る十分なスペース４
４を有する。
【００２９】この構成により、信号電極のアレイは単一
圧電ポリマフィルムが積層された単一の連続したプリン
ト回路板を用いて容易に形成できる。圧電ポリマフィル
ムの特徴は単一シート内の小さい領域を機械的動作に関
する限り相互に完全に独立した素子として取扱うことが
できることである。従って、図３の実施形態にあって
は、電極４０を順次アドレスしてデジタルパルス列状の
出力信号を得て液面の深さを測定することができる。こ
の場合、装置の分解能は電極素子４０の個数（密度）に
より決定できる。尚、同様の構成はコンテナ内の液体に
浸すことなくプラスチック製コンテナ外部に適用するこ
とが可能である。
圧電ポリマフィルムが積層された単一の連続したプリン
ト回路板を用いて容易に形成できる。圧電ポリマフィル
ムの特徴は単一シート内の小さい領域を機械的動作に関
する限り相互に完全に独立した素子として取扱うことが
できることである。従って、図３の実施形態にあって
は、電極４０を順次アドレスしてデジタルパルス列状の
出力信号を得て液面の深さを測定することができる。こ
の場合、装置の分解能は電極素子４０の個数（密度）に
より決定できる。尚、同様の構成はコンテナ内の液体に
浸すことなくプラスチック製コンテナ外部に適用するこ
とが可能である。
【００３０】また、変形例として、信号電極を２分割し
てインターディジタル（相互に間挿）させてもよい。こ
れにより、一方のトラックは送信器電極とし、他方は受
信器電極とする。これにより、電気的ネットワークが
（ａ）早い伝送パルスを発生し、（ｂ）エコーによる電
気的応答を受信するのを電気的に分離することができ
る。
てインターディジタル（相互に間挿）させてもよい。こ
れにより、一方のトラックは送信器電極とし、他方は受
信器電極とする。これにより、電気的ネットワークが
（ａ）早い伝送パルスを発生し、（ｂ）エコーによる電
気的応答を受信するのを電気的に分離することができ
る。
【００３１】図４はこの種の構成を示す図である。プリ
ント回路基板５０は一定間隔で送信器電極５２を有し、
その間に受信器電極５６を有し、アレイ全体をＰＶＤＦ
フィルム５８で覆っている。
ント回路基板５０は一定間隔で送信器電極５２を有し、
その間に受信器電極５６を有し、アレイ全体をＰＶＤＦ
フィルム５８で覆っている。
【００３２】信号電極が単純な単一素子の場合には、送
信器信号は受信ネットワークに直接ルートを作るので、
送信号には受信用増幅器を回路から切り離すスイッチを
設けない限り、受信用増幅器が飽和するという危険を伴
う。
信器信号は受信ネットワークに直接ルートを作るので、
送信号には受信用増幅器を回路から切り離すスイッチを
設けない限り、受信用増幅器が飽和するという危険を伴
う。
【００３３】信号電極がインターディジタル状の場合に
は、伝送と同期した信号成分があるが（受信電極の直接
及び同時圧電応答により発生）、これは極めて小振幅で
あり、増幅器が飽和する危険性は大幅に低減される。し
かし、この改良は、能動領域を低減させて信号レベルの
全体的なロスを伴わせることにより変更可能である。
は、伝送と同期した信号成分があるが（受信電極の直接
及び同時圧電応答により発生）、これは極めて小振幅で
あり、増幅器が飽和する危険性は大幅に低減される。し
かし、この改良は、能動領域を低減させて信号レベルの
全体的なロスを伴わせることにより変更可能である。
【００３４】受信用増幅器をスイッチングする問題に対
する別の解決策は誘導性同調と早期回復型増幅器を組合
せ使用することである。僅かに同調した回路（圧電素子
の容量性リアクタンスと誘導性素子とをマッチングさせ
て圧電素子の機械的共振に同調した共振回路網を作る）
により、送信駆動信号のごく一部分のみが受信用増幅器
の入力端子に現れるようにする。同時に、装置の利得を
特定周波数で高める。１乃至１０ＭＨZ の動作周波数範
囲が市販の圧電ポリマフィルムと２〜３ｍｍの厚さのコ
ンテナ壁の場合には実用的であることが判明した。
する別の解決策は誘導性同調と早期回復型増幅器を組合
せ使用することである。僅かに同調した回路（圧電素子
の容量性リアクタンスと誘導性素子とをマッチングさせ
て圧電素子の機械的共振に同調した共振回路網を作る）
により、送信駆動信号のごく一部分のみが受信用増幅器
の入力端子に現れるようにする。同時に、装置の利得を
特定周波数で高める。１乃至１０ＭＨZ の動作周波数範
囲が市販の圧電ポリマフィルムと２〜３ｍｍの厚さのコ
ンテナ壁の場合には実用的であることが判明した。
【００３５】その結果、物体、特に液体がコンテナ内に
あるか否かを決定するセンサは、その能動トランスデュ
ーサに対向する面がその物体に接しているか否かを検出
するように単一ユニットとして形成する。これにより、
超音波が物体内を通過する必要性を排除する。
あるか否かを決定するセンサは、その能動トランスデュ
ーサに対向する面がその物体に接しているか否かを検出
するように単一ユニットとして形成する。これにより、
超音波が物体内を通過する必要性を排除する。
【００３６】以上、本発明の超音波液レベル計の好適実
施形態及び変形変更例を説明したが、本発明はこれらの
例にのみ限定されるべきではなく、必要及び用途に応じ
て、適宜変形変更が可能である。
施形態及び変形変更例を説明したが、本発明はこれらの
例にのみ限定されるべきではなく、必要及び用途に応じ
て、適宜変形変更が可能である。
【００３７】
【発明の効果】上述の説明から理解される如く、本発明
の超音波液レベル計によると、送信器からの超音波又は
音響波を被測定媒体内を通過させる必要がなく、単にト
ランスデューサの反対側の液体の有無による超音波又は
音響波の反射（エコー）の大きさの差を検知することに
より液レベルを求める点を特徴とする。その結果、被測
定液体を入れるコンテナの壁外面に取付けてコンテナ外
部から液レベルを測定することができるので、構成及び
メンテナンスが簡単であり安価となる。また、電極形状
（密度）を適宜選択することにより所望分解能の液レベ
ル計が容易に得られる。更に、可動部分が存しないの
で、自動車の燃料タンク等の燃料レベル計等に好適であ
る。
の超音波液レベル計によると、送信器からの超音波又は
音響波を被測定媒体内を通過させる必要がなく、単にト
ランスデューサの反対側の液体の有無による超音波又は
音響波の反射（エコー）の大きさの差を検知することに
より液レベルを求める点を特徴とする。その結果、被測
定液体を入れるコンテナの壁外面に取付けてコンテナ外
部から液レベルを測定することができるので、構成及び
メンテナンスが簡単であり安価となる。また、電極形状
（密度）を適宜選択することにより所望分解能の液レベ
ル計が容易に得られる。更に、可動部分が存しないの
で、自動車の燃料タンク等の燃料レベル計等に好適であ
る。
【図１】本発明の超音波液レベル計の第１実施形態の断
面図。
面図。
【図２】図１の超音波液レベル計によるレスポンスを示
す波形図。
す波形図。
【図３】本発明の超音波液レベル計の第２実施形態の断
面図。
面図。
【図４】図３の超音波レベル形の変形例。
１０、３２ 被測定液体 １２、４２ 超音波透過性板状体 １６、３６ 圧電素子（圧電フィルム） １８、３８ プリント回路板 ２０、５２、５６ 能動信号電極
Claims (2)
- 【請求項１】 一面が被測定液体と接する超音波透過性
材料の板状体と、 該板状体の前記一面に対向する他面側に実質的に接触し
て配置したフィルム状圧電素子を含む液レベル検出器と
を具え、 前記圧電素子から発生した超音波が前記板状体の前記一
面から反射するエコーを前記液レベル検出器により検出
することを特徴とする超音波液レベル計。 - 【請求項２】 一面が被測定液体と接する超音波透過性
材料の板状体と、 該板状体の他面に一面が被着された圧電フィルムと、 該圧電フィルムの他面に配置され複数の能動信号電極が
形成されたプリント回路板とを具え、 前記圧電フィルムからの超音波が前記板状体の前記一面
で反射されるエコーにより液レベルを求めることを特徴
とする超音波液レベル計。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB9513267.6 | 1995-06-29 | ||
| GBGB9513267.6A GB9513267D0 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Ultrasonic liquid level detector |
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| JP (1) | JPH09101191A (ja) |
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| GB (2) | GB9513267D0 (ja) |
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