JPH10160546A - 振動式レベル検出装置および振動式レベル検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の影響による振動体の振動の減衰に対応
することができ、誤検出を容易かつ確実に回避できる振
動式レベル検出装置の提供。 【解決手段】 各振動片２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、各
々長さに応じた共振周波数特性を有しており、励振用圧
電素子５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄには特定の共振
周波数Ｊが与えられている。共振周波数Ｊと振動片２ｂ
に対応する共振周波数特性ｆ２とが重なっているため、
振動片２ｂが最大幅で振動している。この状態から、本
来の検出対象以外の要因、たとえばタンクの環境変化等
が生じ、共振帯域Ｆがシフトしても共振周波数Ｊは共振
帯域Ｆ内に位置し振動板２は振動を継続することが可能
である。これによって、振動減衰を免れて振動を維持
し、誤検出を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば粉粒や液
体などの検出対象を収容するタンク等の構造物に設置
し、粉粒等の増減が一定量に達したことを検知するため
の振動式レベル検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動式レベル検出装置を図２９に
示す。タンク１５０には筒体１０４が取り付けられてお
り、この筒体１０４を閉塞する支持板１０４ａは振動板
１０２のほぼ中央部を支持している。

【０００３】支持板１０４ａを境とする振動板１０２の
突出部１０２ａはタンク１５０内に向けて突出してお
り、筒体１０４内に位置する収納部１０２ｂには励振用
圧電素子１０６、受信用圧電素子１０８が固定されてい
る。励振用圧電素子１０６は出力回路１２８からの信号
を受けて励振し、振動板１０２を振動させる。

【０００４】ここで振動板１０２には、それぞれの特性
や取り付け環境に応じた固有の共振周波数がある。たと
えば、振動板１０２の長さや幅、厚み等の特性やタンク
の大きさや厚み等の取り付け環境によって、振動板１０
２が最も効率的に振動を行う固有の共振周波数特性が決
定される。

【０００５】出力回路１２８は、固有共振周波数で振動
板１０２を励振させるよう励振用圧電素子１０６に信号
を出力しており、振動板１０２は最大幅で振動してい
る。振動板１０２の振動は受信用圧電素子１０８で電気
的に変換され、入力回路１２２に取り込まれる。この電
気信号は増幅回路１２４で増幅された後、出力回路１２
８を通じて励振用圧電素子１０６に与えられる。このよ
うな閉ループの回路構成によって、振動板１０２は固有
の共振周波数による振動を持続することができる。

【０００６】タンク１５０内に収納されている粉粒や液
体等が増加し、振動板１０２のレベルに達したとする。
この場合、粉粒等が振動板１０２の突出部１０２ａに接
触し、突出部１０２ａが強制的に制限され振動板１０２
の振動が減衰する。この振動の減衰は増幅回路１２４か
らの出力の変化として、検出回路１４０に取り込まれ
る。検出回路１４０は、受けた出力信号が所定の基準電
圧よりも低くなったことに基づいてタンク１５０内の粉
粒等が検出レベルに達したことを認識し、たとえば警報
器等を作動させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の振動式レベ
ル検出装置には、次のような問題があった。上述のよう
に、振動板１０２は、取り付け環境等にしたがって固有
の共振周波数特性を有している。しかし、タンク１５０
等の環境変化によって振動板１０２の共振周波数特性が
影響を受け、振動板１０２の振動が減衰してしまうこと
がある。

【０００８】たとえば検出器の振動板１０２の固定端条
件が変化することによって振動板１０２の共振周波数特
性が変化することがある。また粉粒や液体等をタンク内
に収納する過程でタンク自体の共振周波数特性が変動
し、これにより振動板１０２の共振周波数特性が変化す
ることもある。さらに、筒体１０４を長くして振動板１
０２をタンク１５０の内部深くに位置させることがあ
る。このような場合にも、共振周波数特性が変化してし
まう。

【０００９】共振周波数特性が変化したにもかかわら
ず、固有の共振周波数を有する閉ループの回路構成によ
って一定の共振周波数が維持され与えられている。この
ため、共振周波数特性が変化した振動板１０２は、最大
の振動を維持することができなくなり、振動板１０２の
振動は減衰してしまう。

【００１０】以上のように従来の振動レベル検出装置で
は、振動板１０２の共振周波数特性が変化して、振動が
減衰することがあり、タンク１５０内の粉粒等が所定レ
ベルに達していないのに、検出信号が出力され誤検出が
生じるという問題がある。

【００１１】このような問題を解決するため、本願出願
人は先に特開平７−１９８４４８号に開示されている振
動式レベル検出装置を出願している。この振動式レベル
検出装置においては、振動板に設けられた励振部が、異
なる２以上の共振周波数で振動板を振動させ、この２以
上の共振周波数は切り換え可能になっている。すなわ
ち、本来の検出対象以外の外的要因によって振動板の振
動が減衰した場合、共振周波数を切り換えることによっ
て、振動減衰を回避し誤検出を防止する。

【００１２】しかし、かかる振動式レベル検出装置で
は、振動減衰を回避し得るような２以上の共振周波数を
適切に設定することが容易ではない。また、振動減衰が
発生した場合、共振周波数を切り換える必要がある。

【００１３】そこで本発明は、種々の影響による振動体
の振動の減衰に対応することができ、誤検出を容易かつ
確実に回避できる振動式レベル検出装置の提供を目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る振動式レ
ベル検出装置は、検出対象が接触する位置に設けられた
振動体、振動体に固定されており、振動信号を受ける励
振部であって、振動体に対して当該振動信号に対応する
振動を与える励振部、振動体の振動を振動信号に変換し
て出力し、当該振動信号を励振部に与える受信部、受信
部が出力する振動信号を取り込み、当該振動信号に基づ
いて振動体の振動の減衰を検出する検出部、を備えてお
り、前記振動体は、複数の共振周波数特性の合成による
共振帯域を有している、ことを特徴としている。

【００１５】請求項２に係る振動式レベル検出装置は、
請求項１に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体は、離散的な複数の共振周波数特性の合成による共
振帯域を有する、ことを特徴としている。

【００１６】請求項３に係る振動式レベル検出装置は、
請求項１に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体は、連続的な複数の共振周波数特性の合成による共
振帯域を有する、ことを特徴としている。

【００１７】請求項４に係る振動式レベル検出装置は、
請求項２に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体は、長さの異なる複数の振動片から構成され、各振
動片は長さに応じた異なる共振周波数特性を有してお
り、各振動片には、個別励振部が設けられており、複数
の振動片の共振周波数特性の合成によって共振帯域を得
る、ことを特徴としている。

【００１８】請求項５に係る振動式レベル検出装置は、
請求項２に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体は、互いに幅の異なる側面部と平面部とを備え、当
該側面部および当該平面部に応じた異なる共振周波数特
性を有しており、側面部と平面部には、それぞれ個別励
振部が設けられており、側面部と平面部に対応した各共
振周波数特性の合成によって共振帯域を得る、ことを特
徴としている。

【００１９】請求項６に係る振動式レベル検出装置は、
請求項２に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体には、段部が形成されており、当該段部に応じた異
なる共振周波数特性を有している、ことを特徴としてい
る。

【００２０】請求項７に係る振動式レベル検出装置は、
請求項３に係る振動式レベル検出装置において、前記振
動体には、テーパ部が形成されており、当該テーパ部に
対応した連続的な複数の共振周波数特性の合成によって
共振帯域を得る、ことを特徴としている。

【００２１】請求項８に係る振動式レベル検出方法は、
検出対象が接触する位置に振動板が設けられ、当該振動
板は振動しており、振動板に検出対象が接触し、振動板
の振動が減衰したことに基づいて検出対象のレベルを検
出する、振動式レベル検出方法において、前記振動板の
共振周波数特性の共振帯域は、検出対象の接触以外の外
的要因による共振周波数特性の共振帯域よりも広い、こ
とを特徴としている。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係る振動式レベル検出装置に
おいては、振動体は、複数の共振周波数特性の合成によ
る共振帯域を有している。

【００２３】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、複数の共振周波数特性の合成によって比較
的広い共振帯域を有しているため、振動減衰を免れて振
動を維持できる。したがって、容易かつ確実に誤検出を
回避することができ、安定したレベル検出が可能とな
る。

【００２４】請求項２に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体は、離散的な複数の共振周波数特性の合
成による共振帯域を有する。

【００２５】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、離散的な複数の共振周波数特性の合成によ
って比較的広い共振帯域を有しているため、振動減衰を
免れて振動を維持できる。したがって、容易かつ確実に
誤検出を回避することができ、安定したレベル検出が可
能となる。

【００２６】請求項３に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体は、連続的な複数の共振周波数特性の合
成による共振帯域を有する。

【００２７】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、連続的な複数の共振周波数特性の合成によ
って比較的広い共振帯域を有しているため、振動減衰を
免れて振動を維持できる。したがって、容易かつ確実に
誤検出を回避することができ、安定したレベル検出が可
能となる。

【００２８】請求項４に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体は、長さの異なる複数の振動片から構成
され、各振動片は長さに応じた異なる共振周波数特性を
有している。そして、各振動片には、個別励振部が設け
られており、複数の振動片の共振周波数特性の合成によ
って共振帯域を得る。

【００２９】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、各振動片に応じた異なる共振周波数特性の
合成によって比較的広い共振帯域を有しているため、振
動減衰を免れて振動を維持できる。したがって、容易か
つ確実に誤検出を回避することができ、安定したレベル
検出が可能となる。

【００３０】請求項５に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体は、互いに幅の異なる側面部と平面部と
を備え、側面部および平面部に応じた異なる共振周波数
特性を有している。そして、側面部と平面部には、それ
ぞれ個別励振部が設けられており、側面部と平面部に対
応した各共振周波数特性の合成によって共振帯域を得
る。

【００３１】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、側面部、平面部に応じた共振周波数特性の
合成によって比較的広い共振帯域を有しているため、振
動減衰を免れて振動を維持できる。したがって、容易か
つ確実に誤検出を回避することができ、安定したレベル
検出が可能となる。

【００３２】請求項６に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体には、段部が形成されており、段部に応
じた異なる共振周波数特性を有している。

【００３３】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、段部に応じた異なる共振周波数特性の合成
によって比較的広い共振帯域を有しているため、振動減
衰を免れて振動を維持できる。したがって、容易かつ確
実に誤検出を回避することができ、安定したレベル検出
が可能となる。

【００３４】請求項７に係る振動式レベル検出装置にお
いては、振動体には、テーパ部が形成されており、テー
パ部に対応した連続的な複数の共振周波数特性の合成に
よって共振帯域を得る。

【００３５】これによって、たとえば本来の検出対象以
外の影響によって、複数の共振周波数特性がシフトして
変化しても、テーパ部に対応した連続的な複数の共振周
波数特性の合成によって比較的広い共振帯域を有してい
るため、振動減衰を免れて振動を維持できる。したがっ
て、容易かつ確実に誤検出を回避することができ、安定
したレベル検出が可能となる。

【００３６】請求項８に係る振動式レベル検出方法にお
いては、振動板の共振周波数特性の共振帯域は、検出対
象の接触以外の外的要因による共振周波数特性の共振帯
域よりも広い。

【００３７】これによって、たとえば本来の検出対象の
接触以外の外的要因によって、複数の共振周波数特性が
シフトして変化しても、振動板の共振周波数特性の共振
帯域は、この外的要因による共振周波数特性の共振帯域
よりも広いため、振動減衰を免れて振動を維持できる。
したがって、容易かつ確実に誤検出を回避することがで
き、安定したレベル検出が可能となる。

【００３８】

【発明の実施の形態】上述のように 請求項１の振動式
レベル検出装置は、検出対象が接触する位置に設けられ
た振動体、振動体に固定されており、振動信号を受ける
励振部であって、振動体に対して当該振動信号に対応す
る振動を与える励振部、振動体の振動を振動信号に変換
して出力し、当該振動信号を励振部に与える受信部、
受信部が出力する振動信号を取り込み、当該振動信号に
基づいて振動体の振動の減衰を検出する検出部を備えて
おり、前記振動体は、複数の共振周波数特性の合成によ
る共振帯域を有している。

【００３９】このように本発明においては、振動体の共
振周波数特性は、複数の共振周波数特性の合成による共
振帯域を有しており、比較的広い共振帯域を有してい
る。たとえば、タンク等の構造物特有の共振周波数特性
の共振帯域をＴ帯域とし、タンクに取り付けた状態の振
動板の共振帯域特性をＳ帯域とした場合、図２２に示す
ように、タンク等の構造物の共振帯域Ｔが振動体の共振
帯域Ｓと離れている場合は、振動体の共振帯域Ｓは構造
物の共振帯域Ｔの影響を受けず、振動体は振動して適切
なレベル検知が行われる。

【００４０】しかし、図２３に示すように、種々の原因
で、タンク等の構造物の共振周波数特性の共振帯域Ｔ
に、単一周波数でかつ比較的Ｑ特性の高い従来の振動体
のＳ帯域が一致すると、振動体のＳ帯域はタンク等の構
造物のＴ帯域に完全に包括され、振動板は振動しなくな
る。なお、図２２、図２３および後述の図２４におい
て、縦軸は受信電圧（単位Ｖ）、横軸は周波数（単位Ｈ
ｚ）である。

【００４１】これに対して、本発明は図２４に示すよう
に、振動体の共振帯域Ｓを広く、すなわちＱ特性を低く
設定することで、振動板の共振周波数特性（帯域Ｓ）と
タンク等の構造物の共振周波数特性（帯域Ｔ）が一致し
た場合でも、構造物の共振周波数の帯域Ｔを越えた部分
によって振動減衰を免れて振動を維持できるようにして
いる。

【００４２】このように、本発明においては、タンク等
の構造物の共振帯域特性よりも広い共振帯域特性を有す
る振動体を備えることによって、容易かつ確実に誤検出
を回避し、安定したレベル検出を可能としている。すな
わち本発明においては、振動体の共振帯域特性を広くす
る、すなわち振動体のＱ特性を低く設定できるものであ
れば全て採用することができる。たとえば振動体の形
状、材質等を変えることによってＱ特性の低い振動板を
得ることができる。

【００４３】以下の実施形態は、図２１に示すような折
り返し振動式のレベル検出装置に本発明を適用してい
る。図２１Ａは、振動式レベル検出装置の側面図であり
一部断面図である。

【００４４】［本発明を適用する振動式レベル検出装置
の概要］図２１Ａに示すように、振動式レベル検出装置
は、基部６と振動部である検出部５を備えており、タン
ク１０の壁面に固定される。タンク１０には固定用の穴
が形成されており、この穴に振動式レベル検出装置を貫
通させて固定ネジ部７を填め込む。そして、タンク１０
内側からナット８を螺合させて固定する。こうして、図
２１Ａに示すようにタンク１０の内側に向けて検出部５
が突出して位置し、タンクの外側に基部６が位置する。

【００４５】基部６には検出部５の振動を安定させるた
めの重量ウェイト６Ｗとともに、検出動作を行うための
回路部９が収納されている。本実施形態では重量ウェイ
ト６Ｗを収納しているが、設けないようにしてもよい。
一方、検出部５は厚みの薄い管状に形成された検出パイ
プ４によって構成されており、その先端部を閉塞するよ
うに閉塞部３が溶接によって取り付けられている。

【００４６】閉塞部３には、検出パイプ４内に位置する
ように振動板２が固定されている。なお図２１では、閉
塞部３を円柱形状とし、振動板２を１本の板状体として
いる。しかし、たとえば閉塞部３を平坦形状とし、この
閉塞部３から複数の振動板２を突出させてもよい。

【００４７】本実施形態の振動板２には、図示の通り、
励振部としての励振用圧電素子１２が固定されている。
励振用圧電素子１２は、基部６内の回路部９とリード線
（図示せず）によって電気的に接続されており、回路部
９からの信号を受けて励振する。

【００４８】図２１Ｂは側面図であり、検出パイプ４、
振動板２の励振状態を概念的に示したものである。図２
１の例では、励振用圧電素子１２は振動板２の平面部に
固定されている。このため、励振用圧電素子１２が励振
した場合、振動板２は閉塞部３との接続部を固定端とし
て矢印９０方向に振動する。またこの振動に応じて、検
出パイプ４は先端部が矢印９１方向に振動する。このよ
うに、図２１のレベル検出装置は折り返し運動を行う。

【００４９】閉塞部３内には、受信部である加速度ピッ
クアップが設けられている（図示せず）。この加速度ピ
ックアップも基部６内の回路部９とリード線（図示せ
ず）によって電気的に接続されている。加速度ピックア
ップは、検出部５の振動（検出パイプ４および振動板２
の振動）を振動信号に変換して出力する。

【００５０】なお、この加速度ピックアップは一方向検
出型、多方向検出型のいずれでもよい。一方向検出型の
場合はたとえば縦方向など特定方向の振動を電子信号に
変換し、多方向検出型の場合はたとえば縦方向及び横方
向の振動を、振動信号に変換して出力する。

【００５１】一方向検出型の加速度ピックアップの場合
でも、たとえば４５度傾けて設けることで、縦方向及び
横方向の振動を検出することができる。なお、加速度ピ
ックアップの代りに受信用圧電素子を用い、これを閉塞
部３または振動板２に固定して検出部５の振動を電気信
号に変換してもよい。

【００５２】タンク１０内に収納されている粉粒や液体
等が増加し、検出部５のレベルに達したとする。この場
合、粉粒等が検出部５に接触し、検出部５の動きが強制
的に制限され振動が減衰する。この振動の減衰は加速度
ピックアップから出力される振動信号の変化として取り
込まれ、タンク１０内の粉粒等が所定レベルに達したこ
とが検出されて、たとえば警報器等が作動する。

【００５３】なお、本実施形態では、図２１に示す折り
返し振動式のレベル検出装置を適用している。しかし、
他の構造の振動式レベル検出装置、たとえば折り返し振
動を行わない図２９に示すような振動板に対して本発明
を適用することもできる。この場合、たとえば振動板の
先端部に加速度ピックアップや受信用圧電素子を固定
し、振動を検出すればよい。

【００５４】

【実施例】

［第１の実施例］図１に本発明に係る振動式レベル検出
装置および振動式レベル検出方法の第１の実施例を示
す。図１は本実施例における振動式レベル検出装置の閉
塞部３及び振動板２である。振動板２は、長さの異なる
４本の振動片２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで構成されてい
る。これらの振動片２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、閉塞部
３から垂直方向に突設されている。なお、閉塞部３は細
長い平坦形状を備えている。

【００５５】この閉塞部３は検出パイプ４の先端に固定
され、各振動片は検出パイプ４内に位置する（図２１参
照）。ただし、本実施例では複数の振動片２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄが平坦状の閉塞部３に突設されているため、
検出パイプ４は、この平坦状の閉塞部３と各振動片を収
納できる形状とする必要がある（図示せず）。なお、図
１において検出パイプ４その他の部分は省略されてい
る。

【００５６】各振動片２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの平面部
２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈには、それぞれ個別励振部とし
ての励振用圧電素子５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが
固定されている。励振用圧電素子５１ａ、５１ｂ、５１
ｃ、５１ｄは基部６内部の回路部９（図２１参照）に電
気的に接続されており、信号を受けて励振するようにな
っている。

【００５７】振動片２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞ
れの長さに応じた共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ
４を有している。そして、各励振用圧電素子５１ａ、５
１ｂ、５１ｃ、５１ｄに特定の周波数の振動が与えられ
た場合、共振周波数特性が合致したいずれかの振動片２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが図１に示す矢印９２、９３方向
に振動する。図２は共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、
ｆ４を示している。図２中、縦軸は受信電圧（単位
Ｖ）、横軸は周波数（単位Ｈｚ）である。

【００５８】図２に示すように、本実施例では離散的な
複数の共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の合成に
よって共振帯域Ｆが構成される。この結果、検出パイプ
４（図２１）の先端も、図２に示す共振帯域Ｆにおいて
同方向（矢印９２、９３方向）に振動する。このよう
に、共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が合成され
ることによって、Ｑ特性の低い帯域Ｆを得ることができ
る。

【００５９】閉塞部３の内部には加速度ピックアップ６
１が設けられている。本実施例における加速度ピックア
ップ６１は一方向検出型であり、振動片２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄの矢印９２、９３方向の振動を振動信号に変換
して基部６内部の回路部９（図２１）に出力する。

【００６０】本実施例における励振、受信の閉ループの
回路構成を図４Ａを用いて説明する。上述のように、矢
印９２、９３方向への振動は、受信部である加速度ピッ
クアップ６１によって振動信号に変換されて出力され
る。

【００６１】この振動信号は、回路部９のアンプＧ１で
増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦを通過する。そし
て、アンプＧ２によって増幅されて各励振用圧電素子５
１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを励振させる。バンドパ
スフィルタＢＰＦでは矢印９２、９３方向における固有
の振動数のみが通過するようになっている。なお、図４
Ａに示すバンドパスフィルタＢＰＦの代りにＰＬＬ（フ
ェーズロックドループ）方式を採用してもよい。ＰＬＬ
方式を採用した回路図を図４Ｂに示す。

【００６２】今、かりに励振用圧電素子５１ａ、５１
ｂ、５１ｃ、５１ｄに対して、図２に示すように共振周
波数Ｊが与えられており、この共振周波数Ｊが共振周波
数特性ｆ２に重なって位置しているとする。この場合、
振動片２ｂのみが最大幅で振動しており、この振動片２
ｂの最大振動によって検出部５（図２１）が振動してい
る。そして、他の振動片２ａ、２ｃ、２ｄは共振周波数
Ｊに対して共振周波数特性がずれているため、最大幅で
は振動していない。

【００６３】この状態から、たとえばタンク等の取り付
け環境に変化が生じ、共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ
３、ｆ４（共振帯域Ｆ）が図２に示す状態から図３に示
す状態にシフトしたとする。このシフトによって、振動
片２ｂの共振周波数特性ｆ２から共振周波数Ｊが離脱し
てしまうため、振動片２ｂは最大幅で振動しなくなる。
なお、たとえばタンクへの取り付け状況に応じて振動板
２の長さを変えた場合にも、同様に共振周波数特性が変
化してしまう。

【００６４】しかし本実施例では、複数の共振周波数特
性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の合成によって広い共振帯域
Ｆが構成されているため、各共振周波数特性がシフトし
ても共振周波数Ｊは共振帯域Ｆ内に位置しており、図３
に示す例では振動片２ａが最大幅で振動を始める。この
振動片２ａの最大幅の振動によって検出部５（図２１）
の振動は持続される。

【００６５】すなわち、この共振周波数特性がシフトし
ても、矢印９２、９３方向への振動が受信部である加速
度ピックアップ６１によって振動信号に変換されて出力
され、回路部９のアンプＧ１で増幅され、バンドパスフ
ィルタＢＰＦを通過し、アンプＧ２によって増幅されて
各励振用圧電素子５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを励
振させる。

【００６６】この結果、従来のように、使用中に誤動作
が生じることがなく、安定したレベル検出を可能とす
る。また、振動の減衰に応じて共振周波数を切り換える
必要はない。

【００６７】［第２の実施例］次に、本発明に係る振動
式レベル検出装置および振動式レベル検出方法の第２の
実施例を図５、図６、図７および図８に掲げる。閉塞部
３が検出パイプ４先端に固定され、振動板２は検出パイ
プ４内に位置している点（図２１参照）は、上記第１の
実施例と同様である。

【００６８】本実施例においては、第１の実施例と異な
り、振動板２は単一部材で構成されており、平面部２ｈ
と側面部２ｉに、それぞれ励振部としての励振用圧電素
子５１、５２が固定されている。そして、励振用圧電素
子５１、５２は基部６内部の回路部９（図２１）に電気
的に接続されており、信号を受けて同時に励振するよう
になっている。

【００６９】振動板２の平面部２ｈの幅Ｌ１と側面部２
ｉの幅Ｌ２とは、図５に示すように互いに異なる幅とし
て形成されている。このため、振動板２は平面部２ｈの
幅Ｌ１と側面部２ｉの幅Ｌ２に応じた共振周波数特性ｆ
１、ｆ２を有している。そして、励振用圧電素子５１、
５２に特定の周波数の振動が与えられた場合、共振周波
数特性が合致した平面部２ｈまたは側面部２ｉのいずれ
かに対応した振動が発生し、振動板２は矢印９２、９３
方向または矢印９４、９５方向へ振動する。図６は共振
周波数特性ｆ１、ｆ２を示している。図６中、縦軸は受
信電圧（単位Ｖ）、横軸は周波数（単位Ｈｚ）である。

【００７０】図６に示すように、本実施例では離散的な
複数の共振周波数特性ｆ１、ｆ２の合成によって共振帯
域Ｆが構成される。この結果、検出パイプ４（図２１）
の先端も、図６に示す共振帯域Ｆにおいて同方向（矢印
９２、９３方向または矢印９４、９５方向）に振動す
る。このように、共振周波数特性ｆ１、ｆ２が合成され
ることによって、Ｑ特性の低い帯域Ｆを得ることができ
る。

【００７１】閉塞部３の内部には加速度ピックアップ６
１が設けられている。本実施例における加速度ピックア
ップ６１は、多方向検出型であり、縦方向及び横方向の
振動を振動信号に変換して出力する。

【００７２】本実施例における励振、受信の閉ループの
回路構成を図８を用いて説明する。上述のように、振動
板２の矢印９２、９３方向への振動または矢印９４、９
５方向への振動は、加速度ピックアップ６１によって振
動信号に変換されて出力される。

【００７３】この振動信号は、それぞれアンプＧ３、Ｇ
４で増幅された後加算され、バンドパスフィルタＢＰＦ
を通過し、アンプＧ５によって増幅されて各励振用圧電
素子５１、５２を励振させる。バンドパスフィルタＢＰ
Ｆでは矢印９２、９３方向および矢印９４、９５方向に
おける固有の振動数が通過するようになっている。な
お、図８に示すバンドパスフィルタＢＰＦの代りに、図
４Ｂに示すようなＰＬＬ方式を採用してもよい（図示せ
ず）。

【００７４】今、かりに励振用圧電素子５１、５２に対
して、図６に示すような共振周波数Ｊが与えられてお
り、この共振周波数Ｊが共振周波数特性ｆ２に重なって
位置しているとする。この場合、振動板２は矢印９４、
９５方向に最大幅で振動しており、この最大振動によっ
て検出部５（図２１）が振動している。そして、矢印９
２、９３方向については、共振周波数Ｊに対して共振周
波数特性がずれているため、最大幅では振動していな
い。

【００７５】この状態から、たとえばタンク等の取り付
け環境に変化が生じ、共振周波数特性ｆ１、ｆ２（共振
帯域Ｆ）が図６に示す状態から図７に示す状態にシフト
したとする。このシフトによって、矢印９４、９５方向
の共振周波数特性ｆ２から共振周波数Ｊが離脱してしま
うため、矢印９４、９５方向へは最大幅で振動しなくな
る。なお、たとえばタンクへの取り付け状況に応じて振
動板２の長さを変えた場合にも、同様に共振周波数特性
はシフトして変化してしまう。

【００７６】しかし本実施例では、矢印９２、９３方向
および矢印９４、９５方向の共振周波数特性ｆ１、ｆ２
の合成によって広い共振帯域Ｆが構成されているため、
各共振周波数特性がシフトしても共振周波数Ｊは共振帯
域Ｆ内に位置しており、振動板２は矢印９２、９３方向
に最大幅で振動を始める。この矢印９２、９３方向への
最大幅の振動によって検出部５（図２１）の振動は持続
される。

【００７７】すなわち、この共振周波数特性がシフトし
ても、矢印９２、９３方向への振動が受信部である加速
度ピックアップ６１によって振動信号に変換されて出力
され、回路部９のアンプＧ１で増幅され、バンドパスフ
ィルタＢＰＦを通過し、アンプＧ２によって増幅されて
各励振用圧電素子５１、５２を励振させる。

【００７８】この結果、従来のように、使用中に誤動作
が生じることがなく、安定したレベル検出を可能とす
る。また、振動の減衰に応じて共振周波数を切り換える
必要はない。

【００７９】［第３の実施例］次に、本発明に係る振動
式レベル検出装置および振動式レベル検出方法の第３の
実施例を図９、図１０、図１１、図１２および図１３に
基づいて説明する。閉塞部３が検出パイプ４先端に固定
され、振動板２は検出パイプ４内に位置している点（図
２１参照）は、上記第１の実施例と同様である。

【００８０】本実施例は、振動板２の両側の側面部に４
段階の段部を設けて階段形状とし、側面部を閉塞部３か
らの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に分割している。そし
て、側面部において、その長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
に応じた共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を有し
ている。

【００８１】振動板２の平面部２ｅには、励振部として
の励振用圧電素子５１が固定されている。励振用圧電素
子５１は基部６内部の回路部９（図２１参照）に電気的
に接続されており、信号を受けて励振する。励振用圧電
素子５１が振動した場合、振動板２は図９に示す矢印９
２、９３方向に振動する。

【００８２】励振用圧電素子５１に特定の周波数が与え
られた場合、共振周波数特性が合致したいずれかの長さ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に応じた振動が発生し、振動板
２は矢印９２、９３方向に振動する。図１０は共振周波
数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を示している。図１０
中、縦軸は受信電圧（単位Ｖ）、横軸は周波数（単位Ｈ
ｚ）である。

【００８３】図１０に示すように、本実施例では離散的
な複数の共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の合成
によって共振帯域Ｆが構成される。この結果、検出パイ
プ４（図２１）の先端も、図１０に示す共振帯域Ｆにお
いて同方向（矢印９２、９３方向）に振動する。このよ
うに、共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が合成さ
れることによって、Ｑ特性の低い帯域Ｆを得ることがで
きる。

【００８４】閉塞部３の内部には加速度ピックアップ６
１が設けられている。加速度ピックアップ６１は、一方
向検出型であり、振動板２の矢印９２、９３方向の振動
を振動信号に変換して基部６内部の回路部９（図２１）
に出力する。

【００８５】本実施例における励振、受信の閉ループの
回路構成を図１３を用いて説明する。上述のように、矢
印９２、９３方向への振動は、受信部である加速度ピッ
クアップ６１によって振動信号に変換されて出力され
る。

【００８６】この振動信号は、回路部９のアンプＧ６で
増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦを通過し、アンプ
Ｇ７によって増幅されて励振用圧電素子５１を励振させ
る。バンドパスフィルタＢＰＦでは矢印９２、９３方向
における固有の振動数のみが通過するようになってい
る。なお、図１３に示すバンドパスフィルタＢＰＦの代
りに、図４Ｂに示すようなＰＬＬ方式を採用してもよい
（図示せず）。

【００８７】今、かりに励振用圧電素子５１に対して、
図１０に示すように共振周波数Ｊが与えられており、こ
の共振周波数Ｊが共振周波数特性ｆ２に重なって位置し
ているとする。この場合、振動板２の長さＬ２に応じた
振動が発生しており、この振動によって検出部５（図２
１）が振動している。そして、他の長さＬ１、Ｌ３、Ｌ
４については共振周波数Ｊに対して共振周波数特性がず
れているため、これらに対応した振動は発生しない。

【００８８】この状態から、たとえばタンク等の取り付
け環境に変化が生じ、共振周波数特性ｆ１、ｆ２、ｆ
３、ｆ４（共振帯域Ｆ）が図１０に示す状態から図１２
に示す状態にシフトしたとする。このシフトによって、
長さＬ２に対応した共振周波数特性ｆ２から共振周波数
Ｊが離脱してしまうため、長さＬ２に対応する振動は発
生しなくなる。なお、たとえばタンクへの取り付け状況
に応じて振動板２の長さを変えた場合にも、同様に共振
周波数特性が変化してしまう。

【００８９】しかし本実施例では、複数の共振周波数特
性ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の合成によって広い共振帯域
Ｆが構成されているため、各共振周波数特性がシフトし
ても共振周波数Ｊは共振帯域Ｆ内に位置しており、図１
２に示す例では長さＬ１に対応した振動が発生する。こ
の振動によって検出部５（図２１）の振動は持続され
る。

【００９０】すなわち、この共振周波数特性がシフトし
ても、矢印９２、９３方向への振動が受信部である加速
度ピックアップ６１によって振動信号に変換されて出力
され、回路部９のアンプＧ１で増幅され、バンドパスフ
ィルタＢＰＦを通過し、アンプＧ２によって増幅されて
各励振用圧電素子５１を励振させる。

【００９１】この結果、従来のように、使用中に誤動作
が生じることがなく、安定したレベル検出を可能とす
る。また、振動の減衰に応じて共振周波数を切り換える
必要はない。

【００９２】なお、図９に示す振動板２の代わりに、図
１１に示すような振動板を採用してもよい。この振動板
２は先端部に段部が設けられ階段形状になっており、平
面部２ｅが閉塞部３からの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
に分割されている。そして、平面部２ｅにおいて、その
長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に応じた共振周波数特性ｆ
１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を有している。この振動板２の作
用については図９に示すものと同様である。

【００９３】また、上記図９に示す振動板２は、閉塞部
３に近い部分が小さく、先端に向うにしたがって大きく
なるように形成されている。しかし、逆に閉塞部３に近
い部分を大きく形成し、先端に向うにしたがって小さく
なるように形成してもよい。

【００９４】［第４の実施例］次に、本発明に係る振動
式レベル検出装置および振動式レベル検出方法の第４の
実施例を図１４、図１５、図１６および図１７に基づい
て説明する。閉塞部３が検出パイプ４先端に固定され、
振動板２は検出パイプ４内に位置している点（図２１参
照）は、上記第１の実施例と同様である。本実施例にお
いては振動板２の両側の側面部にテーパ部を形成し、振
動板２はこのテーパ形状に応じたＱ特性の低い共振周波
数特性Ｆを有している。

【００９５】振動板２の平面部２ｅには、励振部として
の励振用圧電素子５１が固定されている。励振用圧電素
子５１は基部６内部の回路部９（図２１参照）に電気的
に接続されており、信号を受けて励振する。励振用圧電
素子５１が振動した場合、振動板２は図１４に示す矢印
９２、９３方向に振動する。

【００９６】この場合、振動板２の側面部にはテーパ部
が形成されているため、図１５に示すように連続した複
数の共振周波数特性の合成によって振動板２は共振帯域
Ｆで振動する。この結果、検出パイプ４（図２１）の先
端も共振帯域Ｆで同方向（矢印９２、９３方向）に振動
する。図１５中、縦軸は受信電圧（単位Ｖ）、横軸は周
波数（単位Ｈｚ）である。

【００９７】閉塞部３の内部には受信部としての加速度
ピックアップ６１が設けられている。加速度ピックアッ
プ６１は、一方向検出型であり、振動板２の矢印９２、
９３方向の振動を振動信号に変換して基部６内部の回路
部９（図２１）に出力する。

【００９８】本実施例における励振、受信の閉ループの
回路構成は、上記第３の実施例と同様である。すなわ
ち、図１３に示す通り、矢印９２、９３方向への振動
は、受信部である加速度ピックアップ６１によって振動
信号に変換されて出力される。

【００９９】この振動信号は、回路部９のアンプＧ６で
増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦを通過し、アンプ
Ｇ７によって増幅されて励振用圧電素子５１を励振させ
る。バンドパスフィルタＢＰＦでは矢印９２、９３方向
における固有の振動数のみが通過するようになってい
る。なお、図１３に示すバンドパスフィルタＢＰＦの代
りに、図４Ｂに示すようなＰＬＬ方式を採用してもよい
（図示せず）。

【０１００】今、かりに励振用圧電素子５１に対して、
図１５に示すような共振周波数Ｊが与えられており、振
動板２は矢印９２、９３方向に振動しているとする。こ
の状態から、たとえばタンク等の取り付け環境に変化が
生じ、共振帯域Ｆが図１５に示す状態から図１７に示す
状態にシフトしたとする。なお、たとえばタンクへの取
り付け状況に応じて振動板２の長さを変えた場合にも、
同様に共振周波数特性はシフトして変化してしまう。

【０１０１】このような場合であっても、本実施例では
Ｑ特性の低い共振帯域Ｆで振動板２は振動するため、共
振帯域Ｆがシフトしても共振周波数Ｊは共振帯域Ｆ内に
位置しており、検出部５（図１５）の振動は持続され
る。すなわち、矢印９２、９３方向への振動は、受信部
である加速度ピックアップ６１によって振動信号に変換
されて出力され、回路部９のアンプＧ６で増幅され、バ
ンドパスフィルタＢＰＦを通過し、アンプＧ７によって
増幅されて各励振用圧電素子５１を励振させる。

【０１０２】この結果、従来のように、使用中に誤動作
が生じることがなく、安定したレベル検出を可能とす
る。また、振動の減衰に応じて共振周波数を切り換える
必要はない。

【０１０３】なお、図１４に示す振動板２の代わりに、
図１６に示すような振動板を採用してもよい。この振動
板２は先端部にテーパ部が形成されており、振動板２は
このテーパ形状に応じたＱ特性の低い共振周波数特性Ｆ
を有している。この振動板２の作用については図１４に
示すものと同様である。

【０１０４】また、上記図１４に示す振動板２は、閉塞
部３に近い部分が小さく、先端に向うにしたがって大き
くなるように形成されている。しかし、逆に閉塞部３に
近い部分を大きく形成し、先端に向うにしたがって小さ
くなるように形成してもよい。

【０１０５】［第５の実施例］次に、本発明に係る振動
式レベル検出装置および振動式レベル検出方法の第５の
実施例を図１８、図１９および図２０に基づいて説明す
る。閉塞部３が検出パイプ４先端に固定され、振動板２
は検出パイプ４内に位置している点（図２１参照）は、
上記第１の実施例と同様である。本実施例は、振動板２
に側面方向に傾斜した斜面部８９を形成し、この斜面部
８９に励振用圧電素子５１を固定している。そして、斜
面部８９に応じたＱ特性の低い共振周波数Ｆを発生させ
る。

【０１０６】励振用圧電素子５１は基部６内部の回路部
９（図２１参照）に電気的に接続されており、信号を受
けて励振する。振動板２の平面部２ｈの幅Ｌ１と側面部
２ｉの幅Ｌ２とは、上記第２の実施例と同様に、互いに
異なる幅として形成されている。

【０１０７】このため、振動板２は平面部２ｈの幅Ｌ１
と側面部２ｉの幅Ｌ２に応じた共振周波数特性ｆ１、ｆ
２を有している。そして、励振用圧電素子５１に特定の
周波数の振動が与えられた場合、共振周波数特性が合致
した平面部２ｈまたは側面部２ｉのいずれかに対応した
振動が発生し、振動板２は矢印９２、９３方向または矢
印９４、９５方向へ振動する。図１９は共振周波数特性
ｆ１、ｆ２を示している。図１９中、縦軸は受信電圧
（単位Ｖ）、横軸は周波数（単位Ｈｚ）である。

【０１０８】図１９に示すように、本実施例では離散的
な複数の共振周波数特性ｆ１、ｆ２の合成によって共振
帯域Ｆが構成される。この結果、検出パイプ４（図２
１）の先端も、図１９に示す共振帯域Ｆにおいて同方向
（矢印９２、９３方向または矢印９４、９５方向）に振
動する。このように、共振周波数特性ｆ１、ｆ２が合成
されることによって、Ｑ特性の低い帯域Ｆを得ることが
できる。

【０１０９】閉塞部３の内部には加速度ピックアップ６
１が設けられている。本実施例における加速度ピックア
ップ６１は、多方向検出型であり、縦方向及び横方向の
振動を振動信号に変換して出力する。

【０１１０】本実施例における励振、受信の閉ループの
回路構成は、上記第３の実施例と同様である。すなわ
ち、図１３に示す通り、矢印９２、９３方向または矢印
９４、９５方向への振動は、受信部である加速度ピック
アップ６１によって振動信号に変換されて出力される。

【０１１１】この振動信号は、回路部９のアンプＧ６で
増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦを通過し、アンプ
Ｇ７によって増幅されて励振用圧電素子５１を励振させ
る。バンドパスフィルタＢＰＦでは矢印９２、９３方
向、矢印９４、９５方向における固有の振動数のみが通
過するようになっている。なお、図１３に示すバンドパ
スフィルタＢＰＦの代りに、図４Ｂに示すようなＰＬＬ
方式を採用してもよい（図示せず）。

【０１１２】今、かりに励振用圧電素子５１に対して、
図１９に示すような共振周波数Ｊが与えられており、こ
の共振周波数Ｊが共振周波数特性ｆ２に重なって位置し
ているとする。この場合、振動板２は矢印９４、９５方
向に最大幅で振動しており、この最大振動によって検出
部５（図２１）が振動している。そして、矢印９２、９
３方向については、共振周波数Ｊに対して共振周波数特
性がずれているため、最大幅では振動していない。

【０１１３】この状態から、たとえばタンク等の取り付
け環境に変化が生じ、共振周波数特性ｆ１、ｆ２（共振
帯域Ｆ）が図１９に示す状態から図２０に示す状態にシ
フトしたとする。このシフトによって、矢印９４、９５
方向の共振周波数特性ｆ２から共振周波数Ｊが離脱して
しまうため、矢印９４、９５方向へは最大幅で振動しな
くなる。なお、たとえばタンクへの取り付け状況に応じ
て振動板２の長さを変えた場合にも、同様に共振周波数
特性はシフトして変化してしまう。

【０１１４】しかし本実施例では、矢印９２、９３方向
および矢印９４、９５方向の共振周波数特性ｆ１、ｆ２
の合成によって広い共振帯域Ｆが構成されているため、
各共振周波数特性がシフトしても共振周波数Ｊは共振帯
域Ｆ内に位置しており、振動板２は矢印９２、９３方向
に最大幅で振動を始める。この矢印９４、９５方向への
最大幅の振動によって検出部５（図２１）の振動は持続
される。

【０１１５】すなわち、この共振周波数特性がシフトし
ても、矢印９４、９５方向への振動が受信部である加速
度ピックアップ６１によって振動信号に変換されて出力
され、回路部９のアンプＧ１で増幅され、バンドパスフ
ィルタＢＰＦを通過し、アンプＧ２によって増幅されて
各励振用圧電素子５１を励振させる。

【０１１６】この結果、従来のように、使用中に誤動作
が生じることがなく、安定したレベル検出を可能とす
る。また、振動の減衰に応じて共振周波数を切り換える
必要はない。

【０１１７】図２５、図２６に本実施例における実験デ
ータを示す。図２７、図２８は、従来の振動式レベル検
出装置におけるデータであり、図２５、図２６に対応す
る実測データである。図２５、図２７における縦軸は振
動板の振動に応じた電圧（単位Ｖ）、横軸は周波数（単
位Ｈｚ）である。また、図２６、図２８における縦軸は
振動板の振動に応じた電圧（単位Ｖ）、横軸は変化させ
た振動板の長さ（単位ｍｍ）である。

【０１１８】図２５は振動板２の周波数特性を示してお
り、共振帯域ＢＷは１．２８Ｈｚ、共振周波数ｆｃは３
１８．３６Ｈｚ、Ｑ特性の値は２４８．７２である。こ
れに対して、図２７に示すように、従来の振動式レベル
検出装置では、共振帯域ＢＷは０．６４Ｈｚ、共振周波
数ｆｃは３７２．９２Ｈｚ、Ｑ特性の値は５８２．６７
である。このように、本実施例では共振帯域ＢＷが広
く、従来例に比べてＱ特性が低い。このため、上述のよ
うに共振周波数特性がシフトした場合でも、振動板２の
振動の減衰を回避できる。

【０１１９】図２６は、共振周波数特性がシフトした場
合でも、振動板２の振動が減衰しないことを示すデータ
である。共振周波数特性をシフトさせるために、振動板
２が設けられた検出部５（図２１）の長さを変化させ、
この変化に応じた振動を測定している。図２８は従来の
振動式レベル検出装置における検出部の長さを、同様に
変化させた場合の振動である。図２８は従来の振動式レ
ベル検出装置では、長さ５００ｍｍ近傍で電圧が低下し
振動が減衰している。これに対して、本実施例では電圧
が安定しており、振動板２の振動が減衰しないことが示
されている。

【０１２０】なお、上記データは本実施例における実験
データであるが、第１の実施例ないし第４の実施例に係
る振動式レベル検出装置および振動式レベル検出方法に
関してもほぼ同様の結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動式レベル検出装置の第１の実
施例における閉塞部、振動板等を示す斜視図である。

【図２】第１の実施例に係る振動板の共振周波数特性を
示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図である。

【図３】第１の実施例に係る振動板の共振周波数特性を
示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であり、共振
周波数特性がシフトした状態を示す図である。

【図４】Ａは第１の実施例における励振、受信の回路図
であり、ＢはＡに示すバンドパスフィルタの代りにＰＬ
Ｌ方式を採用した回路図である。

【図５】本発明に係る振動式レベル検出装置の第２の実
施例における閉塞部、振動板等を示す斜視図である。

【図６】第２の実施例に係る振動板の共振周波数特性を
示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図である。

【図７】第２の実施例に係る振動板の共振周波数特性を
示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であり、共振
周波数特性がシフトした状態を示す図である。

【図８】第２の実施例における励振、受信の回路図であ
る。

【図９】本発明に係る振動式レベル検出装置の第３の実
施例における閉塞部、振動板等を示す斜視図である。

【図１０】第３の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図である。

【図１１】本発明に係る振動式レベル検出装置の第３の
実施例における閉塞部、他の形状を備えた振動板等を示
す斜視図である。

【図１２】第３の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であり、共
振周波数特性がシフトした状態を示す図である。

【図１３】第３の実施例における励振、受信の回路図で
ある。

【図１４】本発明に係る振動式レベル検出装置の第４の
実施例における閉塞部、振動板等を示す斜視図である。

【図１５】第４の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図である。

【図１６】本発明に係る振動式レベル検出装置の第４の
実施例における閉塞部、他の形状を備えた振動板等を示
す斜視図である。

【図１７】第４の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であり、共
振周波数特性がシフトした状態を示す図である。

【図１８】本発明に係る振動式レベル検出装置の第５の
実施例における閉塞部、振動板等を示す斜視図である。

【図１９】第５の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図である。

【図２０】第５の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であり、共
振周波数特性がシフトした状態を示す図である。

【図２１】Ａは第１、第２、第３、第４の実施例におけ
る振動式レベル検出装置の全体構成を示す側面図であり
一部断面図、Ｂは振動式レベル検出装置の検出パイプ、
振動板の振動状態を概念的に示した側面図である。

【図２２】タンクの共振帯域と振動体の共振帯域が離れ
ている場合の受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であ
る。

【図２３】タンクの共振帯域に振動体の共振帯域が一致
する場合の受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であ
る。

【図２４】タンクの共振帯域が振動体の共振帯域に包含
される場合の受信電圧Ｖと周波数ｆの関係を示す図であ
る。

【図２５】第５の実施例に係る振動板の共振周波数特性
を示す実験データである。

【図２６】第５の実施例に係る振動板の振動に応じた電
圧と、検出パイプの長さとの関係を示す実験データであ
る。

【図２７】従来例における振動板の共振周波数特性を示
す実験データである。

【図２８】従来例における振動板の振動に応じた電圧
と、検出パイプの長さとの関係を示す実験データであ
る。

【図２９】従来の振動式レベル検出装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

２・・・・・振動板 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・・・振動片 ２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ・・・・・平面部 ３・・・・・閉塞部 ５１、５２・・・・・励振用圧電素子 ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ・・・・・励振用圧電
素子 ６１・・・・・加速度ピックアップ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出対象が接触する位置に設けられた振動
   体、 振動体に固定されており、振動信号を受ける励振部であ
   って、振動体に対して当該振動信号に対応する振動を与
   える励振部、 振動体の振動を振動信号に変換して出力し、当該振動信
   号を励振部に与える受信部、 受信部が出力する振動信号を取り込み、当該振動信号に
   基づいて振動体の振動の減衰を検出する検出部、 を備えており、 前記振動体は、複数の共振周波数特性の合成による共振
   帯域を有している、ことを特徴とする振動式レベル検出
   装置。
2. 【請求項２】請求項１に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体は、離散的な複数の共振周波数特性の合成に
   よる共振帯域を有する、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
3. 【請求項３】請求項１に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体は、連続的な複数の共振周波数特性の合成に
   よる共振帯域を有する、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
4. 【請求項４】請求項２に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体は、長さの異なる複数の振動片から構成さ
   れ、各振動片は長さに応じた異なる共振周波数特性を有
   しており、 各振動片には、個別励振部が設けられており、 複数の振動片の共振周波数特性の合成によって共振帯域
   を得る、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
5. 【請求項５】請求項２に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体は、互いに幅の異なる側面部と平面部とを備
   え、当該側面部および当該平面部に応じた異なる共振周
   波数特性を有しており、 側面部と平面部には、それぞれ個別励振部が設けられて
   おり、 側面部と平面部に対応した各共振周波数特性の合成によ
   って共振帯域を得る、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
6. 【請求項６】請求項２に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体には、段部が形成されており、当該段部に応
   じた異なる共振周波数特性を有している、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
7. 【請求項７】請求項３に係る振動式レベル検出装置にお
   いて、 前記振動体には、テーパ部が形成されており、 当該テーパ部に対応した連続的な複数の共振周波数特性
   の合成によって共振帯域を得る、 ことを特徴とする振動式レベル検出装置。
8. 【請求項８】検出対象が接触する位置に振動板が設けら
   れ、当該振動板は振動しており、 振動板に検出対象が接触し、振動板の振動が減衰したこ
   とに基づいて検出対象のレベルを検出する、 振動式レベル検出方法において、 前記振動板の共振周波数特性の共振帯域は、検出対象の
   接触以外の外的要因による共振周波数特性の共振帯域よ
   りも広い、 ことを特徴とする振動式レベル検出方法。