JPH095144A - 液レベルセンサ - Google Patents

液レベルセンサ

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JPH095144A
JPH095144A JP8165203A JP16520396A JPH095144A JP H095144 A JPH095144 A JP H095144A JP 8165203 A JP8165203 A JP 8165203A JP 16520396 A JP16520396 A JP 16520396A JP H095144 A JPH095144 A JP H095144A
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JP
Japan
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container
liquid level
tank
liquid
reflector
Prior art date
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Pending
Application number
JP8165203A
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English (en)
Inventor
Hunter Brown Richard
リチャード・ハンター・ブラウン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Whitaker LLC
Original Assignee
Whitaker LLC
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Publication date
Application filed by Whitaker LLC filed Critical Whitaker LLC
Publication of JPH095144A publication Critical patent/JPH095144A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/28Indicating 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
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2961Acoustic waves for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2962Measuring transit time of reflected waves

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内へのアクセスの必要性をなくし、メン
テナンス作業性を改善する簡単な構成の液レベルセンサ
を提供すること。 【解決手段】 容器2内に側壁8から小間隙をもって音
響エネルギー反射体14を形成する。この反射体14に
対応する容器2の側壁8の外面に音響エネルギーの送受
信手段20を設ける。反射体14は容器2と一体又は別
体に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液面計、特に音響
(アコースチック)エネルギーを伝達することが可能な
コンテナ(容器又はタンク)内の液レベル又は液の有無
をセンス(感知)する液レベルセンサに関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】例えば自動車内の燃料(ガ
ソリン)レベル検知等のコンテナ内の液レベルを決定し
たい多くの場合がある。現在使用中のこの課題の一般的
な解決策はコンテナ内に配置した電気機械式フロート
(浮き)の使用である。ここで、フロートは液の上面に
浮き、このフロートの垂直位置をセンスして、正しく校
正されるとコンテナ内の液量を求めるようにする。
【0003】これら従来の電気機械式液レベルセンサは
多くの場合十分良好に動作するが、同時に多くの問題も
ある。これら問題のうちの1つは、コンテナ(タンク)
内に機械的又は電気機械的デバイスを挿入配置する必要
があることである。別の問題として、最も単純なものを
除き、全てのシステムでは、一般にはタンクの頂部にア
クセスポートを設けて内部にフロートを挿入配置可能に
しなければならない点である。また、これに関連する問
題点として、フロートユニットの保守サービスが必要と
なると、特に自動車にあってはタンクが比較的アクセス
困難な場所にあるので、フロートにアクセスするにはタ
ンク内の液体を全て取除き、タンクを取外す必要がある
点である。最後に、フロートユニットは簡単な機械デバ
イス(装置)ではあるが、多くの可動部品を有するの
で、一様でない形状の最新のコンテナに適用するのは困
難である。
【0004】上述した問題点のいくつかを克服する為
に、超音波トランスデューサ(変換器)の使用が考えら
れる。このトランスデューサにより送信部(トランスミ
ッタ)と受信部(レシーバ)間の液体の有無が検出可能
にする。斯るシステム(装置)の例は国際特許出願WO
93/02340号及びヨーロッパ特許出願EP051
5254号に開示されている。これら両特許出願をここ
に従来技術として引用する。
【0005】これら従来技術を簡単に説明すると、上述
した従来技術の装置は圧電超音波送信部を有する第1部
材と、この第1部材から離間しており、圧電受信部を有
する第2部材とを含んでいる。これら装置は、被測定液
体が第1及び第2部材間に配置されるよう構成されてい
る。また、第1部材に送信部及び受信部の双方を形成す
ることも周知である。これにより、第2部材が反射面の
形状をなし、音響波信号が第1部材上の送信部から発生
し、第2部材により第1部材へ再度反射して、その上に
形成された受信部によりピックアップされるようにして
いる。この圧電フィルムと関連回路を含む全ての装置を
コンテナ内に配置して、このコンテナ内に被測定液体が
入っている。
【0006】このコンセプトは上述した問題のいくつか
の有効な解決策である。しかし、このコンセプトを更に
開発する為に、改善しなければならない多くの問題を有
する。その1つは、上述した従来技術にあっては、タン
ク内に配置される測定装置を必要とする。液体によっ
て、それに使用するコンポーネント(部品)の劣化等を
防止する為に第1及び第2部材の周囲に特別のパッケー
ジを施す必要がある。このパッケージは装置を大型とし
且つ高価とする。コンテナ内に配置する装置に関連する
他の問題は、タンク内にアクセスする必要があり、内部
に高信頼性でセンス(検知)デバイスを通過させる必要
がある。
【0007】斯る構成では後でセンサデバイスの保守、
例えば交換を行う必要がある場合にまだ問題がある。更
に、自動車に組込んだ場合には、燃料タンクを自動車か
ら取外し、燃料を抜き取った後にデバイスにアクセスす
ることとなる。このような維持費(メンテナンス)は高
く且つ長時間を要するという問題があった。
【0008】
【発明の目的】従って、本発明の目的は、トランスデュ
ーサ及びその関連電子回路が液体から隔離している液レ
ベルセンサを提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、トランスデューサ及
び関連電子回路がタンク(コンテナ)外に配置されメン
テナンスの為のアクセスが容易であり、特別のパッケー
ジや保護を必要としない液レベルセンサを提供すること
である。
【0010】本発明の更に他の目的は、送信部から受信
部へ信号を戻す反射面が一体的に形成されている壁面を
有する液レベルセンサ用容器を提供することである。
【0011】
【課題解決の為の手段】上述した従来技術の欠点ないし
課題を解決すると共に上述した目的を達成する為に、本
発明による液レベルセンサ又は液レベル計は送信部、受
信部及びこれらの関連回路を具える。この送信部及び受
信部は相互に離間しており、その間の伝送路に音響エネ
ルギーを送受すると共に被検知液体を有する。この送信
部は受信部及び関連回路と共にコンテナ外に配置される
ことを特徴とする。
【0012】
【実施形態】以下、添付図を参照して本発明による液レ
ベルセンサの実施形態を詳細に説明する。
【0013】先ず図1を参照して説明する。図1は本発
明による液レベルセンサが組込まれている被測定用のタ
ンク(容器)の断面図を示す。タンク2は内部6に液体
4を有する。このタンク2は基部(ベース)12により
連結された側壁8、10を含んでいる。このタンク2は
上カバー部を含んでいてもよく、カバーなしでもよい。
本発明の要部ではないので、この明細書では、斯る上カ
バーは説明の便宜上省略した。本発明は自動車の燃料タ
ンクの如きシールされた(密閉型)コンテナを形成する
タンクに好適であることが理解できよう。タンク2は音
響エネルギー透過性材料製であるのが好ましく、例えば
超高分子重量ポリエチレン(UHMWPE)が好まし
い。
【0014】タンク2の内部6には側壁8に沿って反射
板(リフレクタ)14が配置されている。この反射板1
4はタンク2の側壁8に対向する面16を有し、この面
16は音響エネルギーを反射するよう設計されている。
この為に、反射板14を音響エネルギーに対して透明で
ない(不透過)材料とする。例えば反射板14として金
属板とするか、又は非金属材料の表面16に金属層が形
成されたものであってもよい。この反射板14はタンク
2の側壁8からスタンドオフ18により所定間隔に保持
する。このスタンドオフ18はエポキシ接着剤或は適当
な固定具で固定してもよい。この反射板14と側壁8と
の間隔は任意所望値に設定し得るが、液体の毛細管現象
及び検出感度を考慮して1mm乃至25mmの範囲が好
ましい。また、反射板14は音響波信号路に対して直角
に配置するのが好ましい。被検知液体4はタンク2の側
壁8と反射板14間の間隙にも封入されている。
【0015】タンク2の外面、特に反射板14の反対側
の側壁8に、音響エネルギーの送受信手段を構成する能
動(アクティブ)ユニット20が配置される。このアク
ティブユニット20は電子回路24を有する回路基板2
2を具える。この電子回路24はケーブル26を介して
信号を送受する。回路基板22とタンク2の外面間に圧
電デバイス28が配置され、回路基板22の回路24と
協働して音響信号を送受信するよう構成ている。圧電デ
バイス28と回路基板22上の回路24の特定構成につ
いては上述した国際特許公開WO93/02340号に
開示しているので、これを参照されたい。能動ユニット
20は側壁8に適当な接着剤により固定されている。
【0016】上述した公知刊行物に説明されている装置
では、音響信号は回路24及び圧電部材28により発生
される。この音響信号は側壁8を介して駆動され、反射
板14と接触する液体4を介して通過して、能動ユニッ
ト20上の受信圧電部品に反射される。ここで、送信及
び受信圧電デバイスは個別部材でも、両機能を組込んで
もよい。これら構成は上述した公知刊行物に詳述されて
いる。
【0017】次に、図2を参照して、本発明の他の実施
形態を説明する。この例にあっては、タンク102が一
体モールドされた反射板114を有する。この反射板1
14は側壁108の能動部品120が取付けられた位置
に対応する位置に対向し且つ所定間隔をもって反射面1
16を有する。このタンク102の内部106に注がれ
た液体は側壁108と反射面116間の間隙にも注入さ
れる。タンク102と一体に反射板114を形成するこ
とにより、タンク102内にアクセスする必要性がなく
なる。その理由は、能動デバイス120はタンク102
の外壁に設けられているので、故障する心配のあるデバ
イス等はタンク102内に全く存在しない為である。
【0018】最後に図3を参照して本発明の液レベルセ
ンサの更に他の実施形態を説明する。この例にあって
は、タンク202は内部206から外方への突出部23
0を有する。この外方への突出部230は横向きのU字
状部を形成し、その下側の壁面208の下側に能動デバ
イス220を取付ける。一方、上壁の内面即ちタンク2
02の内部206に反射板214を形成する。この反射
板214の底面には反射面216が能動デバイス220
と対向して形成される。尚、上述した反射板1116、
216の表面はメタライズ(金属化表面処理)232を
行って、音響エネルギーに対する反射特性を改善しても
よい。
【0019】上述した如き構成を有する本発明の液レベ
ルセンサによると、能動デバイス20、120、220
と反射板14、114、214との間の間隙に充填され
る液体の量に応じて能動デバイス20、120、220
から発信される音響エネルギーの反射量が異なるので、
この反射された音響エネルギーを能動デバイス20、1
20、220により検出することにより、液レベルを測
定することが可能である。能動デバイス20、120、
220は、使用する圧電素子の周知の特性により、電気
エネルギーを音響エネルギーに変換すると共に、反射さ
れた音響エネルギーに対応する電気エネルギー(電圧)
を発生するので、同様の圧電素子を用いて音響エネルギ
ーの発生(送信)と受けた音響エネルギーによる電圧を
測定(受信)することにより、液レベルを求めることが
可能である。尚、音響エネルギーの反射特性はタンク内
の液体にも依存するので、液体の性質が不明の場合には
予め校正(キャリブレーション)を行う。
【0020】以上、本発明の液レベルセンサをいくつか
の実施形態につき詳述したが、本発明は斯る特定例のみ
に限定するべきではなく、本発明の精神を逸脱すること
なく必要に応じて種々の変形変更が可能であることが理
解できよう。
【0021】
【発明の効果】上述の説明から理解される如く、本発明
の液レベルセンサは、交換等の保守サービス(メンテナ
ンス)を必要とする能動デバイスが全て容器(タンク又
はコンテナ)外部に設けられているので、必要時に容易
にアクセス可能である。換言すると、容器内には反射体
(板)の如き非能動(又は受動)部材を有するのみであ
るので、メンテナンスが不要であり、腐食その他の虞れ
が少なく、耐久性に優れている。また、反射体は容器と
一体モールド等により製造可能であるので、製造が容易
であり、構造が堅牢である。従って、本発明の液レベル
センサは自動車用燃料タンクの液レベルセンサ等に極め
て好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液レベルセンサの好適実施例の断
面図。
【図2】本発明による液レベルセンサの変形例の主要部
を示す断面図。
【図3】本発明による液レベルセンサの更に他の例の主
要部を示す断面図。
【符号の説明】
2、102、202 容器 4 液体 6、106、206 容器内部 8、108、208 側壁 14、114、214 反射体 16、116、216 反射面 20、120、220 送受信手段(能動デバイ
ス) 28 圧電素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音響波透過性材料で形成された容器内の
    液体レベルを測定する液レベルセンサにおいて、 前記容器の側壁外面に設けられた圧電素子を含む音響エ
    ネルギーの送受信手段と、 該送受信手段が配置された前記容器の側壁から所定間隙
    をもって前記容器内に対向配置された音響波反射体とを
    具えることを特徴とする液レベルセンサ。
  2. 【請求項2】 音響波透過性材料で形成された容器内の
    液体レベルを測定する液レベルセンサにおいて、 前記液体が入れられる内部に一体に形成された音響エネ
    ルギー反射体を有する容器と、 該容器の前記反射体に対向する前記容器の側壁の外面に
    設けられた音響エネルギーの送受信手段とを具えること
    を特徴とする液レベルセンサ。
JP8165203A 1995-06-08 1996-06-05 液レベルセンサ Pending JPH095144A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9511591.1 1995-06-08
GBGB9511591.1A GB9511591D0 (en) 1995-06-08 1995-06-08 Liquid level sensor having externally located transducer and electronics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH095144A true JPH095144A (ja) 1997-01-10

Family

ID=10775710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8165203A Pending JPH095144A (ja) 1995-06-08 1996-06-05 液レベルセンサ

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPH095144A (ja)
DE (1) DE19621759A1 (ja)
GB (2) GB9511591D0 (ja)

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JP2011085585A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Leica Biosystems Nussloch Gmbh 組織試料を処理する装置

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Publication number Publication date
GB9511591D0 (en) 1995-08-02
DE19621759A1 (de) 1996-12-12
GB9611891D0 (en) 1996-08-07
GB2301891A (en) 1996-12-18

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