JPH112555A - 液体の過充填を検出するための方法および装置 - Google Patents
液体の過充填を検出するための方法および装置Info
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- JPH112555A JPH112555A JP10099354A JP9935498A JPH112555A JP H112555 A JPH112555 A JP H112555A JP 10099354 A JP10099354 A JP 10099354A JP 9935498 A JP9935498 A JP 9935498A JP H112555 A JPH112555 A JP H112555A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性の高い、低コストの容器内の液体の過
充填検出方法および装置を提供すること。 【解決手段】 パルス伝搬時間法による容器内の液体の
充填位置の測定を、容器の最大許容充填位置の上部に設
けられた超音波変換器によって行う。この超音波変換器
は、超音波パルスを充填物表面に送信し、その充填物表
面で反射した超音波エコーパルスを受信する。容器内の
充填位置は超音波パルスの伝搬時間から計算される。過
充填の場合には超音波変換器は液体に浸されているが、
この過充填を検出するために、各々の超音波送信パルス
終了後に超音波変換器の余振動によって発生し減衰する
超音波変換器の出力信号を評価する。
充填検出方法および装置を提供すること。 【解決手段】 パルス伝搬時間法による容器内の液体の
充填位置の測定を、容器の最大許容充填位置の上部に設
けられた超音波変換器によって行う。この超音波変換器
は、超音波パルスを充填物表面に送信し、その充填物表
面で反射した超音波エコーパルスを受信する。容器内の
充填位置は超音波パルスの伝搬時間から計算される。過
充填の場合には超音波変換器は液体に浸されているが、
この過充填を検出するために、各々の超音波送信パルス
終了後に超音波変換器の余振動によって発生し減衰する
超音波変換器の出力信号を評価する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波変換器を使
用し、パルス伝搬時間法によって容器内の液体の充填位
置の測定の際に過充填を検出する方法およびこの方法を
実施するため装置に関する。
用し、パルス伝搬時間法によって容器内の液体の充填位
置の測定の際に過充填を検出する方法およびこの方法を
実施するため装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この超音波変換器は、容器の最大許容充
填位置の上方に設けられ、送信時間インターバルで交流
電圧パルスによって励起されると、充填物表面に超音波
送信パルスを送信し、送信時間インターバルに続く受信
時間インターバルで充填物表面で反射された超音波エコ
ーパルスを受信し電気受信信号に変換する。この受信信
号は超音波変換器の端子に給電される。ここで容器の充
填位置は、超音波送信パルスの送信時点から超音波エコ
ーパルスの受信時点の間の超音波パルスの伝搬時間から
求められる。
填位置の上方に設けられ、送信時間インターバルで交流
電圧パルスによって励起されると、充填物表面に超音波
送信パルスを送信し、送信時間インターバルに続く受信
時間インターバルで充填物表面で反射された超音波エコ
ーパルスを受信し電気受信信号に変換する。この受信信
号は超音波変換器の端子に給電される。ここで容器の充
填位置は、超音波送信パルスの送信時点から超音波エコ
ーパルスの受信時点の間の超音波パルスの伝搬時間から
求められる。
【0003】このような方法は例えばドイツ特許出願第
3438045号明細書から公知である。そこでは、超音波変
換器から発生した超音波送信パルスは、それを励起する
交流電圧パルスの終了後直ちに止むのではなく、超音波
変換器の余振動により振幅がしだいに減衰し消滅すると
いうことが記載されている。この現象により結果として
例えば、短い距離から消滅時間内に到着するエコーパル
スは評価できないことになる。したがってこの方法で
は、容器の充填位置が超音波変換器に達している過充填
の状態を示すことができない。このような過充填の検出
のためには、充填位置限界スイッチの形態の付加的なセ
ンサを容器に設ける必要がある。
3438045号明細書から公知である。そこでは、超音波変
換器から発生した超音波送信パルスは、それを励起する
交流電圧パルスの終了後直ちに止むのではなく、超音波
変換器の余振動により振幅がしだいに減衰し消滅すると
いうことが記載されている。この現象により結果として
例えば、短い距離から消滅時間内に到着するエコーパル
スは評価できないことになる。したがってこの方法で
は、容器の充填位置が超音波変換器に達している過充填
の状態を示すことができない。このような過充填の検出
のためには、充填位置限界スイッチの形態の付加的なセ
ンサを容器に設ける必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液体
の充填位置をパルス時間伝搬法により測定する際に、過
充填を付加的なセンサなしに検出する方法および装置を
提供することである。
の充填位置をパルス時間伝搬法により測定する際に、過
充填を付加的なセンサなしに検出する方法および装置を
提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、交流電圧パルスの終了後に超音波変換器の余振動に
よって発生させられ減衰する出力信号を評価し、超音波
変換器が液体で覆われているかどうかを検出する方法と
それを実現する装置とによって解決される。
り、交流電圧パルスの終了後に超音波変換器の余振動に
よって発生させられ減衰する出力信号を評価し、超音波
変換器が液体で覆われているかどうかを検出する方法と
それを実現する装置とによって解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による方法は、超音波変換
器が液体に浸されている場合には、空気中で振動する場
合よりも、液体との結合が良好なため余振動ははやく減
衰するという事実にもとづいている。減衰の速さは種々
異なる方法で検出することができる。
器が液体に浸されている場合には、空気中で振動する場
合よりも、液体との結合が良好なため余振動ははやく減
衰するという事実にもとづいている。減衰の速さは種々
異なる方法で検出することができる。
【0007】第1の方法では、所定の振幅値まで減衰す
るまでの超音波変換器の余振動の持続時間と所定の時間
限界値とを比較する。超音波変換器が液体によって覆わ
れている場合には、持続時間がこの時間限界値を下回る
ようにこの時間限界値を設定する。
るまでの超音波変換器の余振動の持続時間と所定の時間
限界値とを比較する。超音波変換器が液体によって覆わ
れている場合には、持続時間がこの時間限界値を下回る
ようにこの時間限界値を設定する。
【0008】第2の方法では、交流電圧パルスの終了後
の所定の時点における超音波変換器の出力信号の余振動
振幅と所定の閾値とを比較する。超音波変換器が液体に
よって覆われている場合は、余振動振幅がこの閾値を下
回るように閾値を設定する。
の所定の時点における超音波変換器の出力信号の余振動
振幅と所定の閾値とを比較する。超音波変換器が液体に
よって覆われている場合は、余振動振幅がこの閾値を下
回るように閾値を設定する。
【0009】第3の方法では、交流電圧パルスの終了後
の所定の時間インターバルにおいて超音波変換器の出力
信号の余振動振幅を積分し、この積分値を所定の閾値と
比較する。超音波変換器が液体によって覆われている場
合は、この積分値がこの閾値を下回るように閾値を設定
する。
の所定の時間インターバルにおいて超音波変換器の出力
信号の余振動振幅を積分し、この積分値を所定の閾値と
比較する。超音波変換器が液体によって覆われている場
合は、この積分値がこの閾値を下回るように閾値を設定
する。
【0010】上記のいずれの場合にも、超音波変換器の
余振動により発生し、減衰する出力信号、すなわちパル
ス伝搬時間法によって充填位置を測定する際に支障とな
り都合の悪かった出力信号が、過充填の識別のために効
果的に利用されている。このために付加的なセンサは必
要ではなく、励起評価回路において付加的な信号処理が
必要なだけである。この信号処理はわずかな回路コスト
で実施可能である。とくに有利であるのは、容器そのも
のには変更を加える必要がないことである。
余振動により発生し、減衰する出力信号、すなわちパル
ス伝搬時間法によって充填位置を測定する際に支障とな
り都合の悪かった出力信号が、過充填の識別のために効
果的に利用されている。このために付加的なセンサは必
要ではなく、励起評価回路において付加的な信号処理が
必要なだけである。この信号処理はわずかな回路コスト
で実施可能である。とくに有利であるのは、容器そのも
のには変更を加える必要がないことである。
【0011】上記の方法を実施するための装置は、超音
波変換器を有し、この超音波変換器は容器の最大許容充
填位置の上方に設けられ、送信時間インターバルの間に
交流電圧パルスによって励起されると、超音波送信パル
スを充填物表面に送信し、この送信時間インターバルに
続く受信時間インターバルにおいては充填物表面で反射
された超音波エコーパルスを受信し電気的な受信信号に
変換し、この信号は超音波変換器の端子に給電され、ま
たこの装置は励起評価回路を有し、この励起評価回路は
各送信時間インターバルにおいて超音波変換器に交流電
圧パルスを励起するための送信パルス発生器と測定回路
とを有し、この測定回路は超音波変換器から送出された
電気受信信号から超音波パルスの伝搬時間を計算し、計
算された伝搬時間から充填位置を計算する形式の装置で
あって、この装置は本発明により、励起評価回路は検査
回路を有し、この検査回路は交流電圧パルスの終了後の
超音波変換器の余振動により発生し減衰する超音波変換
器の出力信号を評価し、超音波変換器が液体で覆われて
いるか否かを検出することにより特徴づけられる。
波変換器を有し、この超音波変換器は容器の最大許容充
填位置の上方に設けられ、送信時間インターバルの間に
交流電圧パルスによって励起されると、超音波送信パル
スを充填物表面に送信し、この送信時間インターバルに
続く受信時間インターバルにおいては充填物表面で反射
された超音波エコーパルスを受信し電気的な受信信号に
変換し、この信号は超音波変換器の端子に給電され、ま
たこの装置は励起評価回路を有し、この励起評価回路は
各送信時間インターバルにおいて超音波変換器に交流電
圧パルスを励起するための送信パルス発生器と測定回路
とを有し、この測定回路は超音波変換器から送出された
電気受信信号から超音波パルスの伝搬時間を計算し、計
算された伝搬時間から充填位置を計算する形式の装置で
あって、この装置は本発明により、励起評価回路は検査
回路を有し、この検査回路は交流電圧パルスの終了後の
超音波変換器の余振動により発生し減衰する超音波変換
器の出力信号を評価し、超音波変換器が液体で覆われて
いるか否かを検出することにより特徴づけられる。
【0012】本発明による有利な実施形態と装置の別の
実施形態は従属請求項に記載されている。
実施形態は従属請求項に記載されている。
【0013】
【実施例】本発明による別の特徴および有利な点を図を
用いて実施例で示す。
用いて実施例で示す。
【0014】図1は容器10を示しており、この容器は
高さFまで液体12で満たされている。高さFは容器の
現在の充填位置であり、液体12の表面14は容器10
の底から高さFのところにある。この充填位置を測定す
るために容器10の上部にセンサ16が設けられてい
る。このセンサ16は超音波パルスを液体12の表面に
送信し、液体表面14から反射されたエコーパルスを受
信できるように構成されている。センサ16は励起評価
回路18と接続されており、この回路は所定の送信時間
インターバルにおいてそれぞれ電気的な交流電圧パルス
を1つセンサ16に給電する。これによってこのセンサ
16は励起され超音波送信パルスを送信する。各々の送
信時間インターバルに続く受信時間インターバルにおい
て、センサ16は到着する超音波信号を電気的な交流電
圧信号に変換し、この信号を励起評価回路18に導通す
る。受信した超音波信号には例えば液体表面で反射され
た超音波エコーパルスが含まれている。励起評価回路1
8は、センサ16から液体表面14へそしてセンサ16
に戻る超音波パルスの伝搬時間を計算する。この伝搬時
間は送信パルスの送信と液体表面で反射されたエコーパ
ルスの受信との間の時間に等しい。計算されたパルス伝
搬時間と既知の空気中における音速から、励起評価回路
18はセンサ16と液体表面14の間の距離を計算す
る。この時測定すべき充填位置Fは、容器の底からのセ
ンサの既知の設置高Eと距離Dの差から得られる。パル
ス伝搬時間から容器における充填位置を測定するこのよ
うな方法は公知である。
高さFまで液体12で満たされている。高さFは容器の
現在の充填位置であり、液体12の表面14は容器10
の底から高さFのところにある。この充填位置を測定す
るために容器10の上部にセンサ16が設けられてい
る。このセンサ16は超音波パルスを液体12の表面に
送信し、液体表面14から反射されたエコーパルスを受
信できるように構成されている。センサ16は励起評価
回路18と接続されており、この回路は所定の送信時間
インターバルにおいてそれぞれ電気的な交流電圧パルス
を1つセンサ16に給電する。これによってこのセンサ
16は励起され超音波送信パルスを送信する。各々の送
信時間インターバルに続く受信時間インターバルにおい
て、センサ16は到着する超音波信号を電気的な交流電
圧信号に変換し、この信号を励起評価回路18に導通す
る。受信した超音波信号には例えば液体表面で反射され
た超音波エコーパルスが含まれている。励起評価回路1
8は、センサ16から液体表面14へそしてセンサ16
に戻る超音波パルスの伝搬時間を計算する。この伝搬時
間は送信パルスの送信と液体表面で反射されたエコーパ
ルスの受信との間の時間に等しい。計算されたパルス伝
搬時間と既知の空気中における音速から、励起評価回路
18はセンサ16と液体表面14の間の距離を計算す
る。この時測定すべき充填位置Fは、容器の底からのセ
ンサの既知の設置高Eと距離Dの差から得られる。パル
ス伝搬時間から容器における充填位置を測定するこのよ
うな方法は公知である。
【0015】センサ16は主要な構成部材として超音波
変換器を有する。この超音波変換器は、電気的な交流電
圧信号を超音波信号に変換し、また逆に超音波信号を電
気的な交流電圧信号に変換する。超音波変換器は電気的
な交流電圧により固有振動数で機械的な振動を起こすよ
うに励起される。交流電圧の周波数は有利には超音波変
換器の固有振動数に相応し、超音波変換器の接続端子に
給電される。超音波変換器はこの振動を周囲の媒体に伝
送し、この媒体において振動が超音波として伝播され
る。逆に超音波変換器の固有振動数を有する超音波が周
囲の媒体から超音波変換器に伝送された場合には、超音
波変換器は再びその固有振動数で機械的に振動する。こ
の振動により交流電圧が発生させられ、接続端子に給電
される。
変換器を有する。この超音波変換器は、電気的な交流電
圧信号を超音波信号に変換し、また逆に超音波信号を電
気的な交流電圧信号に変換する。超音波変換器は電気的
な交流電圧により固有振動数で機械的な振動を起こすよ
うに励起される。交流電圧の周波数は有利には超音波変
換器の固有振動数に相応し、超音波変換器の接続端子に
給電される。超音波変換器はこの振動を周囲の媒体に伝
送し、この媒体において振動が超音波として伝播され
る。逆に超音波変換器の固有振動数を有する超音波が周
囲の媒体から超音波変換器に伝送された場合には、超音
波変換器は再びその固有振動数で機械的に振動する。こ
の振動により交流電圧が発生させられ、接続端子に給電
される。
【0016】通常の超音波変換器はつぎのような特徴を
有する。超音波変換器が、電気的な交流電圧パルスを給
電されることによって機械的な固有振動に励起された場
合には、固有振動は電気的な交流電圧パルスの終了後直
ちに止まず、振動は徐々に消滅する。この余振動も電気
的な交流電圧の発生するための原因となり、この交流電
圧は接続端子に現れる。したがって液体表面14がセン
サ16の近くにあり、そのために液体表面14で反射し
たエコーパルスが余振動の間にセンサ16に到着すると
なると、エコーパルスと余振動によって発生した交流電
圧信号とを区別することができなくなったり、困難とな
る。このため容器における最大充填位置はセンサからの
最小距離についての制限を遵守しなければならないと通
常は指示されている。この最小距離は「ブロック距離」
と呼ばれている。最大充填位置を越えた場合には過充填
が発生しており、この過充填を識別するために専用の手
段が講じられければならない。
有する。超音波変換器が、電気的な交流電圧パルスを給
電されることによって機械的な固有振動に励起された場
合には、固有振動は電気的な交流電圧パルスの終了後直
ちに止まず、振動は徐々に消滅する。この余振動も電気
的な交流電圧の発生するための原因となり、この交流電
圧は接続端子に現れる。したがって液体表面14がセン
サ16の近くにあり、そのために液体表面14で反射し
たエコーパルスが余振動の間にセンサ16に到着すると
なると、エコーパルスと余振動によって発生した交流電
圧信号とを区別することができなくなったり、困難とな
る。このため容器における最大充填位置はセンサからの
最小距離についての制限を遵守しなければならないと通
常は指示されている。この最小距離は「ブロック距離」
と呼ばれている。最大充填位置を越えた場合には過充填
が発生しており、この過充填を識別するために専用の手
段が講じられければならない。
【0017】上に示した問題は、現在有利に使用される
ピエゾ電気超音波変換器の場合にも存在する。図2はこ
のようなピエゾ電気超音波変換器20の通常の構成を断
面図で示している。この超音波変換器20はピエゾ結晶
の板24により形成されたピエゾ電気振動子22を有す
る。超音波変換器20の両面には金属被膜26が塗られ
ており、電極として使用され導線28により励起評価回
路18と接続されている。ピエゾ電気振動子22は金属
または合成物質製のケーシング30に収容されており、
このケーシングの底32は振動板として形成されてい
る。ピエゾ電気振動子22と振動板32の間には合成物
質の調整層34が挿入されている。この調整層34はピ
エゾ電気振動子22の音響インピーダンスと伝播媒体の
インピーダンスとを調整する目的を有している。調整層
を形成する合成物質は例えばシリコンでよい。ケーシン
グ30の内部は、ピエゾ電気振動子22の振動板32と
は逆側において全部または部分的に封止剤36で満たさ
れている。この封止剤はこの面に放射された超音波を吸
収または弱める目的を有する。
ピエゾ電気超音波変換器の場合にも存在する。図2はこ
のようなピエゾ電気超音波変換器20の通常の構成を断
面図で示している。この超音波変換器20はピエゾ結晶
の板24により形成されたピエゾ電気振動子22を有す
る。超音波変換器20の両面には金属被膜26が塗られ
ており、電極として使用され導線28により励起評価回
路18と接続されている。ピエゾ電気振動子22は金属
または合成物質製のケーシング30に収容されており、
このケーシングの底32は振動板として形成されてい
る。ピエゾ電気振動子22と振動板32の間には合成物
質の調整層34が挿入されている。この調整層34はピ
エゾ電気振動子22の音響インピーダンスと伝播媒体の
インピーダンスとを調整する目的を有している。調整層
を形成する合成物質は例えばシリコンでよい。ケーシン
グ30の内部は、ピエゾ電気振動子22の振動板32と
は逆側において全部または部分的に封止剤36で満たさ
れている。この封止剤はこの面に放射された超音波を吸
収または弱める目的を有する。
【0018】導線28を介して交流電圧が電極26に給
電されると、ピエゾ結晶板24が共振周波数の一周波数
で機械的に共振される。この機械的な共振は厚み振動ま
たはひろがり振動であってよい。この機械的な振動は調
整層34を介して振動板32に伝達され、この振動板3
2から超音波として放射される。逆に超音波が振動板3
2に当たると、振動板に機械的な振動に起こり、この振
動が調整層34を介してピエゾ結晶板24に伝達され
る。これによってピエゾ結晶板に機械的な共振が起こ
る。この共振により電極26間に電気的な交流電圧が発
生し、導線28を介して励起評価回路に導通される。
電されると、ピエゾ結晶板24が共振周波数の一周波数
で機械的に共振される。この機械的な共振は厚み振動ま
たはひろがり振動であってよい。この機械的な振動は調
整層34を介して振動板32に伝達され、この振動板3
2から超音波として放射される。逆に超音波が振動板3
2に当たると、振動板に機械的な振動に起こり、この振
動が調整層34を介してピエゾ結晶板24に伝達され
る。これによってピエゾ結晶板に機械的な共振が起こ
る。この共振により電極26間に電気的な交流電圧が発
生し、導線28を介して励起評価回路に導通される。
【0019】図3は励起評価回路18を簡略化されたブ
ロック回路図で示している。超音波変換器20は1つの
回路ブロックで示されている。制御回路40は種々異な
る回路構成部分の全機能を制御する。例えば制御回路4
0は周期的なトリガパルスを送信パルス発生器42に送
り、この送信パルス発生器はトリガ毎に、送出する超音
波の周波数で電気的な交流電圧パルスを送信する。送信
パルス発生器42の出力側は、送受信切換器44と接続
されており、この送受信切換器44を介して交流電圧パ
ルスを超音波変換器20に給電する。
ロック回路図で示している。超音波変換器20は1つの
回路ブロックで示されている。制御回路40は種々異な
る回路構成部分の全機能を制御する。例えば制御回路4
0は周期的なトリガパルスを送信パルス発生器42に送
り、この送信パルス発生器はトリガ毎に、送出する超音
波の周波数で電気的な交流電圧パルスを送信する。送信
パルス発生器42の出力側は、送受信切換器44と接続
されており、この送受信切換器44を介して交流電圧パ
ルスを超音波変換器20に給電する。
【0020】受信側においては超音波変換器20は送受
信切換器44を介して包絡線発生回路50の入力側と接
続されており、この包絡線発生回路50は包絡線信号H
を発生する。この包絡線信号Hは、超音波変換器20か
ら送信された全交流電圧信号の包絡線に相応している。
包絡線信号Hは測定回路52の入力に導通されており、
この測定回路は別の入力側で、送信時点を定めるトリガ
パルスを制御回路40から受信する。測定回路52は包
絡線信号Hから、液体表面14で反射されたエコーパル
スを計算し、送信時点とエコーパルスの到着の時点の間
の時間を測定する。この時間から測定回路52は、上に
説明したように充填位置Fを計算する。
信切換器44を介して包絡線発生回路50の入力側と接
続されており、この包絡線発生回路50は包絡線信号H
を発生する。この包絡線信号Hは、超音波変換器20か
ら送信された全交流電圧信号の包絡線に相応している。
包絡線信号Hは測定回路52の入力に導通されており、
この測定回路は別の入力側で、送信時点を定めるトリガ
パルスを制御回路40から受信する。測定回路52は包
絡線信号Hから、液体表面14で反射されたエコーパル
スを計算し、送信時点とエコーパルスの到着の時点の間
の時間を測定する。この時間から測定回路52は、上に
説明したように充填位置Fを計算する。
【0021】図4の線図Aは、図3の装置において上に
説明した充填位置測定する場合の信号の包絡線を示す。
方形パルスSは、送信パルス発生器42から超音波変換
器20に給電された交流電圧パルスの包絡線であり、こ
の方形パルスは時点t0において開始され、時点t1にお
いて終了する。時点t0か時点t1までの時間TSが送信
時間インターバルである。しかしながら超音波変換器2
0から発生した超音波送信パルスは時点t1で急峻に終
了するのではなく、減少する曲線部分Nによって示した
ようにピエゾ結晶の余振動の結果として徐々に消滅し、
時点t2においてはじめて終了する。t1からt2までの
余振動振幅持続時間は実質的にブロック距離に相応す
る。このブロック間隔は比較的長い。というのは超音波
変換器20は空気中で振動し、調整層34があってもピ
エゾ結晶24と空気との結合は良好ではなく、そのため
振動エネルギーはピエゾ結晶から徐々にしか取り除かれ
ないからである。
説明した充填位置測定する場合の信号の包絡線を示す。
方形パルスSは、送信パルス発生器42から超音波変換
器20に給電された交流電圧パルスの包絡線であり、こ
の方形パルスは時点t0において開始され、時点t1にお
いて終了する。時点t0か時点t1までの時間TSが送信
時間インターバルである。しかしながら超音波変換器2
0から発生した超音波送信パルスは時点t1で急峻に終
了するのではなく、減少する曲線部分Nによって示した
ようにピエゾ結晶の余振動の結果として徐々に消滅し、
時点t2においてはじめて終了する。t1からt2までの
余振動振幅持続時間は実質的にブロック距離に相応す
る。このブロック間隔は比較的長い。というのは超音波
変換器20は空気中で振動し、調整層34があってもピ
エゾ結晶24と空気との結合は良好ではなく、そのため
振動エネルギーはピエゾ結晶から徐々にしか取り除かれ
ないからである。
【0022】時点tEにおいて包絡線信号Hに充填物表
面14で反射されたエコーパルスEが現れる。測定回路
52は送信時点t0と受信時点tEとの間の時間を測定
し、この結果から充填位置Fを計算する。
面14で反射されたエコーパルスEが現れる。測定回路
52は送信時点t0と受信時点tEとの間の時間を測定
し、この結果から充填位置Fを計算する。
【0023】図4の線図Bは過充填の際の信号の包絡線
を示している。過充填の場合にはセンサ16は少なくと
もその振動板32が液体に浸されている。この場合には
当然エコーパルスは受信されることはない。さらに超音
波送信パルスの形が変化し超音波送信パルスはより早く
減衰する。というの液体により良好に結合されているた
めピエゾ結晶24から振動エネルギーがより早く取り除
かれるからである。その結果として余振動が原因の曲線
部分Nはより急に減少し、余振動振幅持続時間が終了す
る時点t2′は、線図Aの場合の時点t2よりも送信時
点t0に近くなる。
を示している。過充填の場合にはセンサ16は少なくと
もその振動板32が液体に浸されている。この場合には
当然エコーパルスは受信されることはない。さらに超音
波送信パルスの形が変化し超音波送信パルスはより早く
減衰する。というの液体により良好に結合されているた
めピエゾ結晶24から振動エネルギーがより早く取り除
かれるからである。その結果として余振動が原因の曲線
部分Nはより急に減少し、余振動振幅持続時間が終了す
る時点t2′は、線図Aの場合の時点t2よりも送信時
点t0に近くなる。
【0024】この変形した線が過充填の識別に効果的に
使用される。これは図3の装置における検査回路54に
よって行われる。この検査回路52は包絡線発生回路5
0の出力側に、測定回路52と並列に接続されている。
過充填の識別は種々異なる方法で行うことができる。
使用される。これは図3の装置における検査回路54に
よって行われる。この検査回路52は包絡線発生回路5
0の出力側に、測定回路52と並列に接続されている。
過充填の識別は種々異なる方法で行うことができる。
【0025】第1の方法は、線図Aの場合には線図Bの
場合よりも実質的に長い余振動振幅持続時間を測定する
ことである。余振動振幅持続時間の正確な終了時点t2
またはt2′を測定することは難しいため、余振動振幅
が所定の値に減少する時点までの時間を測定する。しか
しながらこの時間測定は比較的コストがかかる。
場合よりも実質的に長い余振動振幅持続時間を測定する
ことである。余振動振幅持続時間の正確な終了時点t2
またはt2′を測定することは難しいため、余振動振幅
が所定の値に減少する時点までの時間を測定する。しか
しながらこの時間測定は比較的コストがかかる。
【0026】第2の方法は、送信時点t0後の所定の時
点における余振動振幅を測定することである。線図Aと
線図Bを比較すると、同一の時点tAにおいて、減衰中
の余振動の振幅は線図Aの場合には線図Bの場合よりも
実質的に大きいことがわかる。振幅がより大きいことは
過充填がないことを示し、それに対して振幅がより小さ
いことは過充填が起こっていることを示している。しか
しこの方法による過充填の検出では、測定する振幅に重
畳されている散発的な妨害パルスが、誤った過充填の通
知を生じさせる危険性がある。
点における余振動振幅を測定することである。線図Aと
線図Bを比較すると、同一の時点tAにおいて、減衰中
の余振動の振幅は線図Aの場合には線図Bの場合よりも
実質的に大きいことがわかる。振幅がより大きいことは
過充填がないことを示し、それに対して振幅がより小さ
いことは過充填が起こっていることを示している。しか
しこの方法による過充填の検出では、測定する振幅に重
畳されている散発的な妨害パルスが、誤った過充填の通
知を生じさせる危険性がある。
【0027】したがって図3の装置の場合は第3の方法
を使用している。この方法では、送信時間インターバル
TSの後にある時間インターバルTIにおいて、余振動振
幅についての積分を形成する。検査回路54はこの目的
のために積分器56を有する。この積分器には包絡線発
生回路50の出力信号が導通される。制御回路40は積
分器56の制御入力側に、時間インターバルTIの間に
積分器56を有効にする制御信号を送信する。積分器5
6は出力側に信号Iを発生するが、この信号は時間TI
における余振動振幅の積分値に比例する。この信号Iは
振幅弁別器58に導通され、この振幅弁別器の出力信号
は、信号Iが所定の閾値の下にある場合には第1の状態
にあり、他方、信号Iが閾値を上回った場合には第2の
状態にある。振幅弁別器56の出力信号の第1の状態は
過充填を示し、他方第2の状態は過充填が起こっていな
いことを示している。
を使用している。この方法では、送信時間インターバル
TSの後にある時間インターバルTIにおいて、余振動振
幅についての積分を形成する。検査回路54はこの目的
のために積分器56を有する。この積分器には包絡線発
生回路50の出力信号が導通される。制御回路40は積
分器56の制御入力側に、時間インターバルTIの間に
積分器56を有効にする制御信号を送信する。積分器5
6は出力側に信号Iを発生するが、この信号は時間TI
における余振動振幅の積分値に比例する。この信号Iは
振幅弁別器58に導通され、この振幅弁別器の出力信号
は、信号Iが所定の閾値の下にある場合には第1の状態
にあり、他方、信号Iが閾値を上回った場合には第2の
状態にある。振幅弁別器56の出力信号の第1の状態は
過充填を示し、他方第2の状態は過充填が起こっていな
いことを示している。
【0028】包絡線信号の時間インターバルTIにおけ
る積分は、過充填の検出においては、時点tAにおける
単純なサンプリングよりも信頼性を著しく高める。図4
の線図Aと線図Bを比べると、時間インターバルTIに
おける包絡線信号の積分は、線図Bの場合に時間インタ
ーバルTIにおいて散発的な妨害パルスが発生したとし
ても、線図Aの場合の方が、線図Bの場合よりも明らか
に大きいことが分かる。
る積分は、過充填の検出においては、時点tAにおける
単純なサンプリングよりも信頼性を著しく高める。図4
の線図Aと線図Bを比べると、時間インターバルTIに
おける包絡線信号の積分は、線図Bの場合に時間インタ
ーバルTIにおいて散発的な妨害パルスが発生したとし
ても、線図Aの場合の方が、線図Bの場合よりも明らか
に大きいことが分かる。
【0029】しかし図3の装置を、所定の時点tAにお
いて余振動振幅をサンプリングするように変更すること
は容易である。そのためには積分器56をサンプリング
回路に置き換えるだけである。このサンプリング回路
は、所定の時点tAにおいて余振動振幅をサンプリング
するように制御回路40から制御される。その後サンプ
リング値は振幅弁別器58において相応する閾値と比較
される。
いて余振動振幅をサンプリングするように変更すること
は容易である。そのためには積分器56をサンプリング
回路に置き換えるだけである。このサンプリング回路
は、所定の時点tAにおいて余振動振幅をサンプリング
するように制御回路40から制御される。その後サンプ
リング値は振幅弁別器58において相応する閾値と比較
される。
【0030】上に記載した過充填を識別するための評価
方法はいずれも、使用するピエゾ結晶と振動エネルギー
を伝達する媒体とによって、この間の音響的適合が異な
るということにもとづいている。上の場合には媒体は一
方が空気であり、他方が液体である。ZAで調整層の音
響インピーダンスを表し、ZMで媒体(空気または液
体)の音響インピーダンスを表し、ZPでピエゾ結晶の
音響インピーダンスを表すと、良好な音響的適合を達成
するためには調整層の音響インピーダンスZAはつぎの
等式を満たさなければならない。
方法はいずれも、使用するピエゾ結晶と振動エネルギー
を伝達する媒体とによって、この間の音響的適合が異な
るということにもとづいている。上の場合には媒体は一
方が空気であり、他方が液体である。ZAで調整層の音
響インピーダンスを表し、ZMで媒体(空気または液
体)の音響インピーダンスを表し、ZPでピエゾ結晶の
音響インピーダンスを表すと、良好な音響的適合を達成
するためには調整層の音響インピーダンスZAはつぎの
等式を満たさなければならない。
【0031】ZA=(ZM×ZP)1/2
【0032】ピエゾ電気の超音波変換器にふつう使用さ
れる従来のピエゾ結晶、例えばジルコンチタン酸鉛(P
ZT)の音響インピーダンスZPは、約35×106であり、
調整層に適しているふつうに使用される合成化合物の音
響インピーダンスZAは、1.5×106から4.2×106の間に
ある。空気の音響インピーダンスZMは0.0005×106であ
るので、空気に対して良好な音響的適合はできないこと
がわかる。利用可能な調整層材では従来のピエゾ結晶
を、液体例えば1.5×106の音響インピーダンスを有する
水に最適に適合させることはできないが、液体に対する
適合は、空気に対する適合よりもはるかによい。したが
って図4の線図Aと線図Bに示したピエゾ振動子の余振
動特性における相違が生じ、この相違を効果的に過充填
の検出に使用する。この相違は、ピエゾ結晶と液体との
間の適合が良好であればあるほど明瞭になる。というの
は超音波変換器が液体の中に浸されていると、それだけ
ピエゾ振動子の余振動がはやく減衰するからである。し
たがって本発明によるた過充填の検出のためには、液体
にピエゾ結晶を可能な限り良好に適合させることが問題
となる。
れる従来のピエゾ結晶、例えばジルコンチタン酸鉛(P
ZT)の音響インピーダンスZPは、約35×106であり、
調整層に適しているふつうに使用される合成化合物の音
響インピーダンスZAは、1.5×106から4.2×106の間に
ある。空気の音響インピーダンスZMは0.0005×106であ
るので、空気に対して良好な音響的適合はできないこと
がわかる。利用可能な調整層材では従来のピエゾ結晶
を、液体例えば1.5×106の音響インピーダンスを有する
水に最適に適合させることはできないが、液体に対する
適合は、空気に対する適合よりもはるかによい。したが
って図4の線図Aと線図Bに示したピエゾ振動子の余振
動特性における相違が生じ、この相違を効果的に過充填
の検出に使用する。この相違は、ピエゾ結晶と液体との
間の適合が良好であればあるほど明瞭になる。というの
は超音波変換器が液体の中に浸されていると、それだけ
ピエゾ振動子の余振動がはやく減衰するからである。し
たがって本発明によるた過充填の検出のためには、液体
にピエゾ結晶を可能な限り良好に適合させることが問題
となる。
【0033】液体へのピエゾ結晶の適合は、コネクティ
ビティ3−3を有する多孔性のピエゾ電気セラミック材
質のピエゾ電気変換器料を使用すると実質的に改善され
る。
ビティ3−3を有する多孔性のピエゾ電気セラミック材
質のピエゾ電気変換器料を使用すると実質的に改善され
る。
【0034】「コネクティビィティ」(connectivity)の
概念は、多相の固体の構造を特徴づけるためにR. E. Ne
wnhamにより導入され、電気セラミック複合材料にも応
用されている(R. E. Newnham “Composite Electorcer
amics”, Ferroelectrics 1986, Vol.68 1〜32頁)。コ
ネクティビィティは、直交3次元座標系における空間方
向を表し、その空間方向においては各相の構成部分が互
いに一貫して結合されている。数字0は、相の構成部分
がいずれの空間方向においても互いに一貫して結合され
ていないことを示す。数字1は、相の構成部分が1つの
空間方向において互いに一貫して結合されていることを
示す。数字2、3も同様である。「コネクティビィティ
3−3」は、2相の固体においては2つの相のそれぞれ
の構成部分が3つの空間方向すべてにおいて互いに一貫
して結合していることを意味する。
概念は、多相の固体の構造を特徴づけるためにR. E. Ne
wnhamにより導入され、電気セラミック複合材料にも応
用されている(R. E. Newnham “Composite Electorcer
amics”, Ferroelectrics 1986, Vol.68 1〜32頁)。コ
ネクティビィティは、直交3次元座標系における空間方
向を表し、その空間方向においては各相の構成部分が互
いに一貫して結合されている。数字0は、相の構成部分
がいずれの空間方向においても互いに一貫して結合され
ていないことを示す。数字1は、相の構成部分が1つの
空間方向において互いに一貫して結合されていることを
示す。数字2、3も同様である。「コネクティビィティ
3−3」は、2相の固体においては2つの相のそれぞれ
の構成部分が3つの空間方向すべてにおいて互いに一貫
して結合していることを意味する。
【0035】Ferroelectrics 1986, Vol. 68の77〜97頁
に掲載されたW. Wersing、K.LubitzおよびJ. Mohauptの
論文“Dielectric, elastic and piezoelectric proper
tiesof porous PZT ceramics”においては、多孔性セラ
ミック材が2相の固体と見なされ、コネクティビィティ
の概念が多孔性セラミック材に対しても応用されてい
る。この2相の多孔性セラミック材においては1相はセ
ラミック材から形成され、もう1つの相は孔から形成さ
れている。したがってコネクティビィティ3−3を有す
る多孔性のセラミックにおいては、セラミック材だけで
なく孔も3つの方向すべてにおいて互いに一貫して結合
されていることになる。
に掲載されたW. Wersing、K.LubitzおよびJ. Mohauptの
論文“Dielectric, elastic and piezoelectric proper
tiesof porous PZT ceramics”においては、多孔性セラ
ミック材が2相の固体と見なされ、コネクティビィティ
の概念が多孔性セラミック材に対しても応用されてい
る。この2相の多孔性セラミック材においては1相はセ
ラミック材から形成され、もう1つの相は孔から形成さ
れている。したがってコネクティビィティ3−3を有す
る多孔性のセラミックにおいては、セラミック材だけで
なく孔も3つの方向すべてにおいて互いに一貫して結合
されていることになる。
【0036】このような多孔性セラミック材質のピエゾ
結晶に対しては上にあげた等式を近似的に満たすことが
でき、液体への適合は従来のピエゾ結晶よりもはるかに
良好となる。これによって浸された状態におけるこのよ
うなピエゾ結晶の余振動振幅持続時間は、図4のBに示
した従来のピエゾ結晶の余振動振幅持続時間よりも明ら
かに短くなる。一方多孔性セラミック材質のピエゾ結晶
の場合に空気への適合に対しては、従来からのピエゾ結
晶と本質的な違いは生じない。したがってピエゾ結晶が
コネクティビィティ3−3を有する多孔性のセラミック
からなるピエゾ電気超音波変換器を使用する場合には、
異なる余振動振幅持続時間にもとづく過充填の検出はよ
り簡単にかつ確実に可能となる。
結晶に対しては上にあげた等式を近似的に満たすことが
でき、液体への適合は従来のピエゾ結晶よりもはるかに
良好となる。これによって浸された状態におけるこのよ
うなピエゾ結晶の余振動振幅持続時間は、図4のBに示
した従来のピエゾ結晶の余振動振幅持続時間よりも明ら
かに短くなる。一方多孔性セラミック材質のピエゾ結晶
の場合に空気への適合に対しては、従来からのピエゾ結
晶と本質的な違いは生じない。したがってピエゾ結晶が
コネクティビィティ3−3を有する多孔性のセラミック
からなるピエゾ電気超音波変換器を使用する場合には、
異なる余振動振幅持続時間にもとづく過充填の検出はよ
り簡単にかつ確実に可能となる。
【図1】パルス伝搬時間法による充填位置測定のための
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図2】図1の装置に使用されうるピエゾ電気超音波変
換器の断面図である。
換器の断面図である。
【図3】図1の装置における励起評価回路の一実施形態
のブロック回路図である。
のブロック回路図である。
【図4】本発明を説明するための時間線図である。
10 容器 12 液体 14 液体表面 16 センサ 20 超音波変換器 22 ピエゾ電気振動子 24 ピエゾ結晶板 26 電極 28 導線 30 ケーシング 32 振動板 34 調整層 36 封止剤 44 送信受信切換器 H 包絡線信号 S 方形パルス N 曲線部分 E エコーパルス
フロントページの続き (72)発明者 イゴーア ゲットマン ドイツ連邦共和国 レーラッハ ゲーテシ ュトラーセ 3 (72)発明者 ゼルゲイ ロパティン ドイツ連邦共和国 レーラッハ フライブ ルガー シュトラーセ 321 アー (72)発明者 ローラント ミュラー ドイツ連邦共和国 シュタイネン イム ヴォルフィッシュビュール 27−1
Claims (12)
- 【請求項1】 超音波変換器を使用し、パルス伝搬時間
法によって容器内の液体の充填位置を測定する際に過充
填を検出する方法であって、 該超音波変換器は、容器内の最大許容充填位置の上方に
設けられ、送信時間インターバルの間に交流電圧パルス
によって励起されると、超音波送信パルスを充填物表面
に送信し、送信時間インターバルに続く受信時間インタ
ーバルの間に充填物表面で反射された超音波エコーパル
スを受信して電気受信信号に変換し、 該電気受信信号は前記超音波変換器の端子に給電され、 容器内の充填位置が、超音波パルスの送信時点から前記
超音波エコーパルスの受信時点までの超音波パルスの伝
搬時間から計算される方法において、 交流電圧パルスの終了後に超音波変換器の余振動によっ
て発生し減衰する超音波変換器の出力信号を評価し、超
音波変換器が液体に覆われているか否かを検出すること
を特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記超音波変換器の余振動が所定の振幅
値まで低下するまでの持続時間が所定の時間限界値と比
較され、 前記時間限界値は、超音波変換器が液体によって覆われ
ている場合には、前記持続時間が前記時間限界値を下回
るように設定される請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 超音波変換器の出力信号の余振動振幅
が、交流電圧パルス終了後の所定の時点で所定の閾値と
比較され、 閾値は、超音波変換器が液体によって覆われている場合
には、前記余振動振幅が前記閾値を下回るように設定さ
れる請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 超音波変換器の出力信号の余振動振幅
が、交流電圧パルス終了後の所定の時間インターバルで
積分され、 積分値が所定の閾値と比較され、 閾値は、超音波変換器が液体によって覆われている場合
には、前記積分値が前記閾値を下回るように設定される
請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 超音波変換器を使用し、パルス伝搬時間
法によって容器内の液体の充填位置の測定する際に過充
填を検出する装置であって、 超音波変換器と励起評価回路とを有し、 該超音波変換器は、容器内の最大許容充填位置の上部に
設けられ、送信時間インターバルの間に交流電圧パルス
によって励起されると、超音波送信パルスを充填物表面
に送信し、送信時間インターバルに続く受信時間インタ
ーバルの間に充填物表面で反射された超音波エコーパル
スを受信して電気受信信号に変換し、 該電気受信信号は前記超音波変換器の端子に給電され、 前記励起評価回路は送信パルス発生器と測定回路とを有
し、 該送信パルス発生器は、各送信時間インターバルにおい
て超音波変換器に交流電圧パルスを励起し、 前記測定回路は、前記超音波変換器から伝送された電気
受信信号から超音波の持続時間を計算し、計算した前記
持続時間から充填位置を計算する形式の装置において、 前記励起評価回路は検査回路を有し、 該検査回路は、超音波変換器の余振動によって発生し減
衰する超音波変換器の出力信号を交流電圧パルスの終了
後に評価し、超音波変換器が液体に覆われているか否か
を検出することを特徴とする請求項1から4までのいず
れか1項に記載の方法を実施するための装置。 - 【請求項6】 前記検査回路は積分器と振幅弁別器とを
有し、 該積分器は、送信時間インターバルに続く時間インター
バルで超音波変換器の出力信号を積分し、 前記振幅弁別器は、前記積分器から送出された積分値を
閾値と比較し、閾値は超音波変換器が液体によって覆わ
れている場合には、前記積分値が前記閾値を下回るよう
に設定されている請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記検査回路は、サンプリング回路と振
幅弁別器とを有しており、 該サンプリング回路は、交流電圧パルス終了後の所定の
時点で超音波変換器の出力信号をサンプリングし、 前記振幅弁別器は前記サンプリング回路から送出された
サンプリング値を閾値と比較し、閾値は、超音波変換器
が液体によって覆われている場合には、前記サンプリン
グ値が前記閾値を下回るように設定されている請求項5
に記載の装置。 - 【請求項8】 前記励起評価回路は、包絡線発生器を有
しており、 該包絡線発生器は、超音波変換器の出力信号を受信し、
出力側で前記出力信号の包絡線を表す包絡線信号を発生
し、 前記測定回路と前記検査回路が前記包絡線発生器の出力
側に接続されている請求項5から7までのいずれか1項
に記載の装置。 - 【請求項9】 前記超音波変換器はピエゾ電気振動子を
有する請求項5から8までのいずれか1項に記載の装
置。 - 【請求項10】 前記ピエゾ電気振動子はケーシングに
収納されており、 該ケーシングの底は振動板として形成されており、該振
動板は前記ピエゾ電気振動子と機械的に振動するように
接合されている請求項9に記載の装置。 - 【請求項11】 前記ピエゾ電気振動子と前記振動板と
の間に調整層が挿入されている請求項10に記載の装
置。 - 【請求項12】 前記ピエゾ電気振動子は、コネクティ
ビティ3−3を有する多孔性ピエゾ電気セラミックから
なる請求項11に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19714973.1 | 1997-04-10 | ||
DE19714973A DE19714973C2 (de) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | Verfahren und Anordnung zur Feststellung einer Überfüllung bei der Messung des Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Impulslaufzeitverfahren |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016142581A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 | 液体物測定装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3570315B2 (ja) * | 1999-12-07 | 2004-09-29 | 株式会社村田製作所 | 超音波式流量計およびそれを用いたガスメータ |
DE10015217A1 (de) * | 2000-03-27 | 2001-10-11 | Robert Seuffer Gmbh & Co | Elektroakustisches Füllstandsmeßsystem |
JP3538708B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2004-06-14 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子及び圧電部品 |
US6684919B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-02-03 | Vega Grieshaber Kg | Filling level measuring device and method for the non-contact determination of the filling level of a filling product in a receptacle |
US6696962B2 (en) * | 2001-05-14 | 2004-02-24 | John M. Kelly | Resonant tube level sensor |
US6828912B2 (en) * | 2001-05-14 | 2004-12-07 | John Michael Kelly | Resonant tube sensor |
DE10137425B4 (de) * | 2001-07-27 | 2007-02-08 | Holmberg Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrisches Element |
DE10137424C2 (de) * | 2001-07-27 | 2003-07-31 | Holmberg Gmbh & Co Kg | Schwingungswandler |
US6739203B1 (en) * | 2002-08-16 | 2004-05-25 | Feldman Marvin J | Ultrasonic transducer and flow sensor configuration |
US6925869B2 (en) * | 2003-01-28 | 2005-08-09 | The Boeing Company | Ultrasonic fuel-gauging system |
DE10305003A1 (de) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Jäger, Frank-Michael | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung einer Flüssigkeit |
DE10323063A1 (de) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung |
US6832516B1 (en) * | 2003-10-03 | 2004-12-21 | Cosense, Inc | Integral ultrasonic liquid level continuous transmitter with independent high-level discrete alarm point level |
DE10356114A1 (de) * | 2003-11-27 | 2005-06-23 | Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- und/oder Massendurchflusses eines Messmediums |
DE102005018824B3 (de) * | 2005-04-22 | 2006-10-19 | Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Füllstandsmessung in einem Flüssigkeitsbehälter |
DE102005024134A1 (de) | 2005-05-23 | 2007-01-11 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße |
WO2008147223A1 (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Bep Marine Limited | Improvements relating to ultrasonic distance measuring devices |
HUE027097T2 (en) * | 2009-03-23 | 2016-08-29 | Liposonix Inc | Method for Determining the Functionality of an Ultrasound Therapy Head |
DE102009060190A1 (de) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Valeo Schalter und Sensoren GmbH, 74321 | Überflutungserkennungssystem für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem derartigen Überflutungserkennungssystem, Verwendung eines Parkassistenzsystems als Überflutungserkennungssystem und Verfahren zum Erkennen einer Überflutung eines Fahrzeugs |
US8997512B2 (en) * | 2010-04-01 | 2015-04-07 | Thermo King Corporation | Fluid level measurement system and method |
DE102012014199A1 (de) * | 2012-07-18 | 2014-02-06 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug und entsprechendes Verfahren |
DE102012213580A1 (de) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Auswerten eines empfangenen Wechselsignals |
DK2759813T3 (da) * | 2013-01-25 | 2016-06-06 | Sick Ag | Method and sensor for measuring the fill level of layered media |
DE102014113470A1 (de) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Elektrogerät mit einem mit Isolieröl gefüllten Gehäuse sowie Messgerät und Verfahren zum Überwachen eines solchen Elektrogeräts |
US9162457B1 (en) | 2014-12-12 | 2015-10-20 | Xerox Corporation | Ink level sensor formed with an array of self-sensing piezoelectric transducers |
CN105181069B (zh) | 2015-09-01 | 2017-02-01 | 深圳麦开网络技术有限公司 | 一种基于声波检测的容器内液体体积测量方法与装置 |
WO2018140485A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | Counsyl, Inc. | Reagent delivery and waste management system |
US10704949B2 (en) * | 2018-02-13 | 2020-07-07 | Ssi Technologies, Llc | Fluid level sensing utilizing ring-time signatures of a transducer |
US10788352B1 (en) | 2018-04-30 | 2020-09-29 | BearClaw Technologies, LLC | Wi/Fi tank monitor |
DE102018216847A1 (de) * | 2018-10-01 | 2020-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ermitteln einer Fehlfunktion einer Prüfvorrichtung, Prüfvorrichtung, Tank |
CN110000947B (zh) * | 2019-03-13 | 2023-12-22 | 华南理工大学 | 一种用于在线检测偏心转子挤出机共混效果的装置及方法 |
DE102020114777A1 (de) | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Tdk Electronics Ag | Ultraschallwandler und Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallwandlers |
CN113238587A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-10 | 上海材料研究所 | 一种水浸超声检测水箱的液位控制装置和方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1956920A (en) * | 1929-06-28 | 1934-05-01 | Ig Farbenindustrie Ag | Liquid level indicator |
GB1473840A (en) * | 1974-06-26 | 1977-05-18 | Atomic Energy Authority Uk | Apparatus for indicating change in acoustic properties of a medium |
DE3032177C2 (de) * | 1980-08-26 | 1984-05-10 | Vega Vertrieb und Fertigung elektronischer Geräte und Apparate Grieshaber KG, 7620 Wolfach | Verfahren zur Füllstandsmessung mittels eines für das Aussenden und den Empfang von Schall- oder Ultraschallwellen eingerichteten Wandlers |
US4540981A (en) * | 1981-10-29 | 1985-09-10 | Edo Western Corporation | Method and apparatus for detecting the presence of liquid |
DE3336991A1 (de) * | 1983-10-11 | 1985-05-02 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Vorrichtung zur feststellung und/oder ueberwachung eines vorbestimmten fuellstands in einem behaelter |
DE3438045C2 (de) * | 1983-11-04 | 1986-12-18 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Anordnung zur Signalübertragung bei Ultraschall-Echolotgeräten |
DE3339984A1 (de) * | 1983-11-04 | 1985-05-23 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Schall- bzw. ultraschall-entfernungsmessgeraet |
US4679160A (en) * | 1984-12-13 | 1987-07-07 | Surface Systems, Inc. | Ultrasonic depth measurement apparatus and methods |
US4785664A (en) * | 1986-04-28 | 1988-11-22 | Kay-Ray, Inc. | Ultrasonic sensor |
US5103728A (en) * | 1990-05-29 | 1992-04-14 | Baldwin Technology Corporation | Ink level control system for offset printing presses |
US5319972A (en) * | 1992-10-19 | 1994-06-14 | Westinghouse Electric Corp. | Ultrasonic liquid level measurement system |
DE4320411C2 (de) * | 1993-06-22 | 1998-07-23 | Pepperl & Fuchs | Vorrichtung zum Feststellen des Erreichens eines vorgegebenen Füllstandes mit einem Schwingstab |
US5578994A (en) * | 1994-05-25 | 1996-11-26 | Milltronics Ltd. | Liquid level switch |
EP0766070B1 (de) * | 1995-09-28 | 2001-07-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Ultraschallwandler |
EP0766071B1 (de) * | 1995-09-28 | 2002-04-10 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Ultraschallwandler |
DE19538678C2 (de) * | 1995-10-17 | 1998-12-10 | Endress Hauser Gmbh Co | Anordnung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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