JPS60111174A - 超音波レベル計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、容器内の液体レベルを検出づる超音波レベル
計に関する。

し発明の技術的背景］ 第１図は従来の超音波レベル計による液体レベル測定の
構成図を示す。

図におい−Ｃ１１は液体２を収納づる容器で、導入管、
排出管、検出器、補強板等の超音波障害物３．４をイＪ
している。この容器１の上部に超音波送受波器５が設け
られ、レベル計測部６に接続されている。超音波送受波
器５は、イの発イハ子５ａと受信子５ｂｆ／液体２に対
向するように設りられている。レベル計測部６は、発−
信子５ａに送波信号をちえる送信回路６１と、受信子５
１）の受渡（Ｍ号を増幅する増幅回路６２と、増幅回路
６２の出力信号を入力しＣ基準値以上の信号を取出しイ
の伝播時間をめＣ液体２−のレベル信号を出力する信号
処理回路６３とを備えＣいる。

このような描成で、送信回路６１により発信子５ａから
超音波パルスを発則りれば、この音波波は容器１内を伝
播し液体２の表面で反則された後受信子５ｂに至る。受
信子５ｂには液体２からの反射波△ばかりでなく、障害
物３，４からの反射波Ｂ、Ｃが到達する。超音波送受波
５の発信子５ａは液体２に対面しＣおり液体２の表面に
ある桿度指向するので、障害物３．４からの反射波Ｂ。

Ｃによる受波出力は液体２の反則波Ａによる受波出力に
比べて小さくなる。信ら処理回路６３では、これを利用
し基準値以下の受波出力を取り除いて反則波Ａの受波出
力を検出し、その伝播時間ＴＡから液体２のレベル信号
を出力する。

第２図は容器１内の圧力が一定の場合における液体２の
レベル変化と受波出力との関係を示１もので、（ａ）は
液体２のレベルが低い場合、（ｂ）は液体２のレベルが
高い場合を示す。図において、Ａ、Ｂ、Ｃは液体２およ
び障害物３．４からの反射波、Ｄは発信子５ａの発信波
である。図から明らかなように、液体２からの反射波Ａ
は液体２のレベルが土、るに従ってその受波出力ＶＡが
人となり伝播時間ＴＡが短かくなる。これに対し障害物
３．７！ｌからの反則波Ｂ、Ｃは、障害物３，４の位置
が固定であるので、その受波出ノ〕ｖＢ、ＶＣおよび伝
播時間ＴＢ、ＴＯに変化を生ずることはない。したかっ
−Ｃ１超音波の伝播空間である容器１内の圧力が一定Ｃ
ある限りは、信号処理回路６３の基準値を反射波Ｂ、Ｃ
による受波出力ＶＢ。

ＶＣ以上に設定することにより、液体２がらの反則波Ａ
のみを検出することがＣき、液体２のレベルを測定する
ことができる。

［背瑣技術の問題点］ 第３図は液体レベルが一定の場合におりる受波出力と圧
力との関係を示すもので、（ａ）は容器内の圧力が低い
場合、（ｂ）は高い場合を示づ。

図から明らかなように７、受波出力は圧力に著るしく影
響され、具体的には圧ノコの二乗に比例して増大する。

したがっＣ１内部圧力が変化する液体容器例えば原子力
発電所にお（）る廃棄物処理のための濃縮タンクや排液
サンプタンクなどにおいて上述の超音波レベル計を用い
る場合には、第４図に示覆ように、容器内の圧力が＾い
場合に誤ったレベル信号を出力するおそれがある。

第４図は反射波の受波出ノｊ、！ｕｉ準値との関係を示
すもので、（ａ）は容器内の圧力が低い場合、＜ｂ＞は
高い場合Ｃある。図から明らかなＪ、うに、容器内の圧
力が低い場合には液体からの反射波Ａを誤りなく検出す
ることがＣぎるが、圧力が高くなった場合には障害物か
らの反射波Ｂ、Ｃも基準値Ｖ丁を越え−ｃしまい、反射
波Ａと区別できなくなり、反射波Ｂ、Ｃにもとづく誤っ
たレベル信号を出力するおそれがあった。

［発明の目的］ 本発明は従来の技術の上記問題点を改善づるもので、そ
の目的は、圧力補正機能を備えた超音波レベル計を提供
することにある。

し発明の概要」 上記目的を達成ターるため、本発明にあっては、内部圧
力が変化でる液体容器に設（）られた液体レベル検出用
の超音波送受波器と、この超音波送受波器に送波信号を
与える送信回路と、＋’＋ｆｌｉ記超音波送受波器の受
波信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力伯母
を人力して基準値以上の信号を取出し前記容器内の液体
のレベル信号を出力りるイ５号処理回路とを石づる超音
波レベル計においで、予め設定された容器内の特定障害
物からの所定気圧下における受波出力と前記増幅回路を
／’ｒ　Ｌ。

′Ｃ得られる任憇気圧下におりる前記特定障害物からの
実際の受渡出力とを比較しその差を出力づる信号比較回
路と、この信号比較回路の外出力を入力し、前記増幅回
路を介し−ＵｌＳられる任忌気圧手における特定障害物
からの実際の受波出力が前記信号処理回路の基準値に関
連し−Ｃ設定された一定出力となるように前記増幅回路
の利得制御または前記送信回路の出力制御を行なう制御
手段とを設りることにある。

ま１ζ本発明に−あっては、前記信号比較回路の差出力
を入力し、前記信号処理回路が容器内の液体からの反射
波による受波出ノＪを一検出することがひきるＪ、うに
前記差出力に応じて前記信号処理回路の基準値を変更覆
る制御手段を、増幅回路の利得制御または送信回路の出
力制御を行なう前記制御手段に代えて設けることにある
。

［発明の実施例］ 第５図は本発明の一実施例を示す構成図Ｃ１超音波レベ
ル泪のレベル計測部を示づ。

第５図の構成にＪ５いｃ１送信回路６１、増幅〜回路６
２および信号処理回路６３を設りることについては、第
１図の構成と同様ひある。第１図と異なる点は、信号比
較回路６４および自動利得調整回路６５を設（プること
にある。

本実施例Ｃは、特定障害物がらの受波出力が容器内の圧
力に拘わらず信号処理回路６３の基準値Ｖ）−以下の一
定値どなるように、信号比較回路６４および自動利得調
整回路６５を用いｃ１＆！幅回路６２の利得を制御し、
この利８８　”Ｃ’受波出力を増幅づることにより、容
器内の圧ノコの高低に拘わらツ第４図の（ａ）の状態を
得るものｅある。

信号比較回路６４には、容器内が所定気圧のときの特定
障害物からの受波出力が設定されるとともに、この特定
障害物からの受波出力であるか否かを判別するために前
記受波出力が得られるまでの伝播時間が設定されＣおり
、これらを用いＣ信号比較回路６４は、超音波送受波器
の受信子ｉ３ｒ　＋ろ得られる受波出力を入力すること
で設定されＣいる伝播時間に基づいて特定障害物からの
受波出力が増幅回路６２に入力することを認識するとと
もに、増幅回路６２を介して得られる任意気圧下の特定
障害物からの受波器ツノを入力して設定されでいる受波
器ツノと比較しその差を出力覆る。特定Ｉ（ヤ害物とし
Ｃは、超音波送波後最初に受波される反則波を生ずる障
害物を選び第１図の構成ぐいえば障害物３を特定障害物
とづる。設定される特定障害物からの受波出力は、容器
内の圧力が例えば１気圧の場合の測定値を用いることが
できる。自動利得調整回路６５は、信号比較回路６４の
差出力を入力し、増幅回路６２を介しｃｊｑられる特定
障害からの受波器）ｊが第４図の＜ａ）の状態を満足す
るような一定値となるように、増幅回路６２の利得を制
御する。なお、特定障害物からの受波出力を信号比較回
路６４ｒ：：９定される受波出力に一致させることで第
４図の（ａ）の状態が得られる場合には、これに一致す
るように増幅回路６２の利得を制御すれば良い。

このＪ、うな構成によれば、超音波パルスの発射Ｃ最初
に受波される特定障害物からの反射波により第４図の（
ａ）の状態を満足するＪ、うに増幅回路６２の利得が制
御されるので、容器内の圧ツノ【こ拘わらず信号処理回
路６３で液面がらの受波出力のみを検出することができ
る。

上記実施例ひは、増幅回路６２の利得を制御したが、こ
れに代えて送信回路６１の出力を制御しτも良い。すな
わち、自動利得調整回路６５に代えて出力制御回路を設
置ノ、信号比較回路６４の差出力でこの出力制御回路を
駆動することにより、容器内の圧力に拘わらず第４図の
（ａ＞の状態を満足づるように、送信回路６１を制御す
る。

また、受波出力を一定とづることに代えて信号処理回路
６３の基準値Ｖ丁　を調１ｔｕｉするようにりることも
できる。すなわち、自動利得調整回路６５の代わりに基
準値調整回路をもうり、これを信号比較回路６４０停出
力で駆動し、第４図の＜ａ）の状態が満足されるように
容器内の圧力の高低に応じて信号処理回路６３の基準値
Ｖ丁を調整する。

なお、上記実施例では、特定障害物として容器内にお（
プる既存の物を用いたが、新たに付加しても良い。すな
わち、超音波送受波器の発（Ｆｉ子の近傍に超音波障害
物を固設し、これを特定障害物としで、発射音波の一部
がこれににり反射されＣ受信子に到達するようにする。

［発明の効！１！Ｊ 以上説明したように本発明にＪ、れば、容器内の障害物
からの反射波を利用し容器内の内部圧力に応じＣ受波出
力あるいは基準値を制ｕ１１するＪ、うにしたので、内
部圧力が変化する場合Ｃも正しいレベル信号を取出すこ
とができ、しかも圧力泪を用いることなく圧力補正を行
なうことが′Ｃきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音疲レベル計による液体レベル測定の
構成図、第２図は容器内の圧力プメ一定の場合における
液体のレベル変化と受波出力との関係を示す図、第３図
は液体レベルが一定の場合における受波出力と圧力との
関係を示す図、第４図は圧力変化に伴なう受波出力と基
準値との関係を示す図、第５図は本発明の一実施例を示
す構成図である。 １：容器　６１：送波回路 ２：液体　Ｑ２：増幅回路 ３．４＝障害物　６３：信号処理回路 ５：超音波送受波器　６４：信号比較回路６５：自動利
得調整回路 窒ｉ寡、オ 第３図 第４図 （Ｑ）（ｂ） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　内部圧力が変化する液体容器に設（プられだ液体
   レベル検出用の超音波送受波器ど、この超音波送受波器
   に送波信号を与える送信回路ど、Ｄａ記超超音波送受波
   器受波伯丹を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出ツ
   ノ信号を人力して基ｉ￥値以上の信号を取出し前記容器
   内の液体のしｌ＼ル信号を出力づる信９９８哩回路とを
   ４’ｔ　”Ｊる超音波レベル計におい”Ｃ１予め設定さ
   れた容器内の特定トψ害物からの所定気圧下に４−３り
   る受波出力と前記増幅回路を介しＣ得られる任意気圧下
   に、１５りる前記特定障害物からの実際の受波出力とを
   比較しその差を出力りる信号比較回路と、この信号比較
   回路の差出ノコを人力し、前記増幅回路を介しで得られ
   る任Ｅ気圧下にｃｌｊける特定障害物からの実際の受波
   器ツノが前記信丹処理回路の基準値に関連して設定され
   た一定出力となるように前記増幅回路の利得制御または
   前記送信回路の出力制御を行なう制御手段どを設【プた
   ことを特徴とする超音波レベル計。 ２）　前記特定障害物を前記超音波送受波器の近傍に付
   加的に設りたごどき特許請求の範囲第１項記載の超音波
   レベル計。 ３）　内部圧ツノが変化する液体容器に設（プられた液
   体レベル検出用の超音波送受波器と、この超音波送受波
   器に送波信号を与える送信回路と、前記超音波送受波器
   の受波信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出ツ
   ノ信号を入ツノしＣ基準値以上の信号を取出し容器内の
   液体のレベル信号を出力する信号処理回路とを右する超
   音波レベル計において、予め設定された容器内の特定障
   害物からの所定気圧下にお１プる受波器ツノと前記増幅
   回路を介して胃られる任意気圧下におりる前記特定障害
   物からの実際の受波出力とを比較しその差を出力づる信
   号比較回路と、この信号比較回路の差出力を入力し、萌
   配信号処理回路が容器内の液体からの反射波による受波
   器力を検出することができるように前記差出力に応じＣ
   前記信号処理回路の基準値を変更する制御手段とを設り
   たことを特徴とづる超音波レベル占１゜ ４）　前記特定障害物を前記超音波送受波器の近傍に（
   ＝Ｊ加的に設けたごとき特許請求の範囲第３項記載の超
   音波レベル６１゜