JPS60149923A - 音響式容積測定装置 - Google Patents
音響式容積測定装置Info
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- JPS60149923A JPS60149923A JP643684A JP643684A JPS60149923A JP S60149923 A JPS60149923 A JP S60149923A JP 643684 A JP643684 A JP 643684A JP 643684 A JP643684 A JP 643684A JP S60149923 A JPS60149923 A JP S60149923A
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- volume
- sealed container
- closed container
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は被測定密閉容器内の容゛積を変化できる電気
音響変換器を駆動し、その電気音響変換器の電気的出力
から共振状態を検出し、その共振周波数から被測定密閉
容器の容積を１ｌｌｌ＋定する音響式容積測定装置に関
する。
音響変換器を駆動し、その電気音響変換器の電気的出力
から共振状態を検出し、その共振周波数から被測定密閉
容器の容積を１ｌｌｌ＋定する音響式容積測定装置に関
する。
〈背 景メ
この種の測定装置において外部振動が加えられ、これに
より電気音響変換器の振動板が振動されると、正しい測
定が困難になる。この発明はこの問題を解決したもので
ある。
より電気音響変換器の振動板が振動されると、正しい測
定が困難になる。この発明はこの問題を解決したもので
ある。
先ずこの種の音響式容積測定装置の提案されているもの
について第１図を参照して説明する。第１図において被
測定密閉容器１１は、この例においては側板上部に開口
１２が形成され、その開口１２を塞ぐように、電気音響
変換器１３が密閉容器１１１Ｃ取付けられている。電気
音響変換器１３は例えば可動線輪型のスピーカーのよう
なものを用いることができ、そのコーン周縁部が開口１
２の内周１部と接続されて開口１２が塞がれる。従って
この電気音響変換器１３を交流信号で駆動することによ
って電気音響変換器１３の振動板１３ａが振動して密閉
容器１１内の内容積を変化することができる。この例に
おいては密閉容器１１内に液体１４が入れられており、
従って密閉容器１１内の容積、つまり液体１４が満たさ
れている以外の空間部分（気相部分）の容積ｖｌ測定す
ることによって液体１４の体積を測定することもできる
。
について第１図を参照して説明する。第１図において被
測定密閉容器１１は、この例においては側板上部に開口
１２が形成され、その開口１２を塞ぐように、電気音響
変換器１３が密閉容器１１１Ｃ取付けられている。電気
音響変換器１３は例えば可動線輪型のスピーカーのよう
なものを用いることができ、そのコーン周縁部が開口１
２の内周１部と接続されて開口１２が塞がれる。従って
この電気音響変換器１３を交流信号で駆動することによ
って電気音響変換器１３の振動板１３ａが振動して密閉
容器１１内の内容積を変化することができる。この例に
おいては密閉容器１１内に液体１４が入れられており、
従って密閉容器１１内の容積、つまり液体１４が満たさ
れている以外の空間部分（気相部分）の容積ｖｌ測定す
ることによって液体１４の体積を測定することもできる
。
例えば８ｇ２図に示すようにパルス発生器１５よシ第３
図Ａに示すように立上がり、立下がりの急峻なパルスを
駆動回路１６を通じて電気音響変換器１３に印加する。
図Ａに示すように立上がり、立下がりの急峻なパルスを
駆動回路１６を通じて電気音響変換器１３に印加する。
このようにすると、その立上がり、立下がりの急激な変
化時には多数の周波数成分が発生しており、容器１１内
の容積Ｖと電気音響変換器１３の定数とで決まる共振周
波数ｆｍに一致している周波数成分のみ大きな減衰振動
として第３図Ｈに示すように現われる。つまり測定空間
の容積■及び変換器１３のはね定数（スティフネス）で
決まる定数にと変換器１３の可動部の質の共振周波数ｆ
Ｉｎの減衰振動が現われる。これが電気音響変換器１３
の入力側に接続された波形整形回路１７中の増幅器１８
で増幅され、第３図Ｃに拡大して示すような減衰振動が
得られ、′その増幅出力は比較器１９で０レベルとの交
叉方形波（第３図Ｈ）に変換さ炸る。この方形波はンフ
トレジスタ２１のクロック端子ｃｋに入力され、／フト
レジスタ２１のデータ端子りには高レベルが与えられ、
クリア端子Ｃノにはパルス発生器１５のパルスが与えら
れて、パルスの高レベル中はクリア状態とされている。
化時には多数の周波数成分が発生しており、容器１１内
の容積Ｖと電気音響変換器１３の定数とで決まる共振周
波数ｆｍに一致している周波数成分のみ大きな減衰振動
として第３図Ｈに示すように現われる。つまり測定空間
の容積■及び変換器１３のはね定数（スティフネス）で
決まる定数にと変換器１３の可動部の質の共振周波数ｆ
Ｉｎの減衰振動が現われる。これが電気音響変換器１３
の入力側に接続された波形整形回路１７中の増幅器１８
で増幅され、第３図Ｃに拡大して示すような減衰振動が
得られ、′その増幅出力は比較器１９で０レベルとの交
叉方形波（第３図Ｈ）に変換さ炸る。この方形波はンフ
トレジスタ２１のクロック端子ｃｋに入力され、／フト
レジスタ２１のデータ端子りには高レベルが与えられ、
クリア端子Ｃノにはパルス発生器１５のパルスが与えら
れて、パルスの高レベル中はクリア状態とされている。
第３図Ａのパルスが立下がり、比較２ｊ１９からの方形
波の一つ目でシフトンジスタ２１のＱ１出力は第３図Ｈ
に示すように高レベルとなり、二つ目でＱ２出力が第３
図ＰＫ示すように１１２石レベルになる。このＱ２出力
はインバータ２２で第３図Ｇに示すように反転され、こ
れとＱ１出力がアンドゲート２３へ供給される。よって
アンドゲート２３から第３図Ｈに示すように方形波（第
３図Ｈ）の一つ目からその１周期の間、高レベルが出力
きれる。同様にしで／フトレンスタ２１のＱ２出力とＱ
ｓ小出力反転したものがアンドゲート２４へ供給されて
第３１ａＩに示すように第３図Ｈのパルスの直後に第３
図りの方形波の１周期の間高レベルになるパルスが得ら
れる。アンドゲート２３よりの第３図Ｈに示すパルスに
よりカウンタ２５がリセットされる。アンドゲート２４
の出力（第３図Ｉ）によりゲート２６が開らかれ、この
間らかれたゲート２６をパルス発生器１５中のクロック
発生器２７のクロックが通過し、そのクロックがカウン
タ２５で計数される。この計数値は第３図Ｃの振動信号
の１周期と対応し、つまり容器１１の容ＩＱ ｙと対応
しており、これが表示器２８に容器１１の容積ｖとして
表示される。なおパルス発生器１５でクロック発生器２
７のクロックは分周回路２９で分周されて第３図Ａのパ
ルスが得られる。アンドゲート２４の出力の立下がりで
単安定マルチバイブレーク３１が駆動され、その出力で
カウンタ２５の計数値は表示器２８内のラッチ回路にラ
ンチされ、そのラッチ出力が表示器２８に表示ばれる。
波の一つ目でシフトンジスタ２１のＱ１出力は第３図Ｈ
に示すように高レベルとなり、二つ目でＱ２出力が第３
図ＰＫ示すように１１２石レベルになる。このＱ２出力
はインバータ２２で第３図Ｇに示すように反転され、こ
れとＱ１出力がアンドゲート２３へ供給される。よって
アンドゲート２３から第３図Ｈに示すように方形波（第
３図Ｈ）の一つ目からその１周期の間、高レベルが出力
きれる。同様にしで／フトレンスタ２１のＱ２出力とＱ
ｓ小出力反転したものがアンドゲート２４へ供給されて
第３１ａＩに示すように第３図Ｈのパルスの直後に第３
図りの方形波の１周期の間高レベルになるパルスが得ら
れる。アンドゲート２３よりの第３図Ｈに示すパルスに
よりカウンタ２５がリセットされる。アンドゲート２４
の出力（第３図Ｉ）によりゲート２６が開らかれ、この
間らかれたゲート２６をパルス発生器１５中のクロック
発生器２７のクロックが通過し、そのクロックがカウン
タ２５で計数される。この計数値は第３図Ｃの振動信号
の１周期と対応し、つまり容器１１の容ＩＱ ｙと対応
しており、これが表示器２８に容器１１の容積ｖとして
表示される。なおパルス発生器１５でクロック発生器２
７のクロックは分周回路２９で分周されて第３図Ａのパ
ルスが得られる。アンドゲート２４の出力の立下がりで
単安定マルチバイブレーク３１が駆動され、その出力で
カウンタ２５の計数値は表示器２８内のラッチ回路にラ
ンチされ、そのラッチ出力が表示器２８に表示ばれる。
第３図Ｂ、Ｃの減衰振動、つまり密閉容器１１の内容積
Ｖ及び変換器１３の定数で決まる共振周波数ｆｍと内容
積■との関係は第４図の曲線３２に示す関係にあり、液
体１４の体積が増加して内容積Ｖが小さくなると共振周
波数ｆｍは高くなり、液体１４が少なくなり内容積Ｖが
大きくなると共振周波数ｆｍは低くなる。この曲線３２
の関係を利用して表示器２８に検出した共振周波数ｆｍ
と対応した容積Ｖを表示するととによって密閉容器１１
の内容積Ｖを回読することが可能となる。しかし外部か
ら振動が与えられ、密閉容器１１の全体が振動すると、
電気音響変換器１３も振動し、検出される減衰振動の波
形が乱れ、その周期、つまり共振周波数ｆＩｎの測定を
正しく行うことができなくなるおそれがある。
Ｖ及び変換器１３の定数で決まる共振周波数ｆｍと内容
積■との関係は第４図の曲線３２に示す関係にあり、液
体１４の体積が増加して内容積Ｖが小さくなると共振周
波数ｆｍは高くなり、液体１４が少なくなり内容積Ｖが
大きくなると共振周波数ｆｍは低くなる。この曲線３２
の関係を利用して表示器２８に検出した共振周波数ｆｍ
と対応した容積Ｖを表示するととによって密閉容器１１
の内容積Ｖを回読することが可能となる。しかし外部か
ら振動が与えられ、密閉容器１１の全体が振動すると、
電気音響変換器１３も振動し、検出される減衰振動の波
形が乱れ、その周期、つまり共振周波数ｆＩｎの測定を
正しく行うことができなくなるおそれがある。
〈発明の概要〉
この発明の目的は外部振動に影響されることなく、正し
く共振周波数、つまり容積を測定することができる音響
式容積測定装置を提供することに４４−、ｒ この発明によれば二つの電気音響変換器が用いられ、こ
れら電気音響変換器の振動板は互に対向して配され、こ
れら振動板間に作られる空間部は被測定密閉容器の内部
望間と隔離される。これら電気＃響変換器は同期的に駆
動され、これら電気音響変換器の′覗気的出カがり日算
回路でｉＪｌ］算され、その加算出力から密閉容器の容
積により決まる共振周波数を検出する。
く共振周波数、つまり容積を測定することができる音響
式容積測定装置を提供することに４４−、ｒ この発明によれば二つの電気音響変換器が用いられ、こ
れら電気音響変換器の振動板は互に対向して配され、こ
れら振動板間に作られる空間部は被測定密閉容器の内部
望間と隔離される。これら電気＃響変換器は同期的に駆
動され、これら電気音響変換器の′覗気的出カがり日算
回路でｉＪｌ］算され、その加算出力から密閉容器の容
積により決まる共振周波数を検出する。
〈実施例〉
例えば第５図に示すように被Ｃ則定密閉容器１１内の上
部に同一特性の電気音響変換器１３と３３とが横方向に
並べられ、かつこれら電気音響変換器の振動板１３ａ、
３３ａが互に対向して配される。振動板１３ａ 、１３
ｂの両側Ｎ、’ｄ間は筒状体３４で連結されて振動板１
３ａ、１３ｂ間に作られる空間部３５は密閉容器１１内
と隔離される。パルス発生器１５の出力パルスは駆動回
路１６．３６に同時に供給され、これら駆動回路１６．
３６を通じて電気音響変換器１３．３３が同期して駆動
される。電気音響変換器１３．３３の電気的出力は加算
回路３７へ供給され、そのＩＪＯ算出カは共振周波数検
出部３８へ入力される。
部に同一特性の電気音響変換器１３と３３とが横方向に
並べられ、かつこれら電気音響変換器の振動板１３ａ、
３３ａが互に対向して配される。振動板１３ａ 、１３
ｂの両側Ｎ、’ｄ間は筒状体３４で連結されて振動板１
３ａ、１３ｂ間に作られる空間部３５は密閉容器１１内
と隔離される。パルス発生器１５の出力パルスは駆動回
路１６．３６に同時に供給され、これら駆動回路１６．
３６を通じて電気音響変換器１３．３３が同期して駆動
される。電気音響変換器１３．３３の電気的出力は加算
回路３７へ供給され、そのＩＪＯ算出カは共振周波数検
出部３８へ入力される。
この構成により例えば第３図Ａに示すパルスにより電気
音響変換器１３．３３が同時に駆動され、振動板１３ａ
、３３ａが実線矢印で示すように互に近ずくように変位
するようなパルス的νす」振が行われ、この状態で第５
図に点線矢印で示すように電気音響変換器１３から電気
音響変換器３３へ向く振動ＪＪＤ速度が密閉容器１１に
ｊノ１わったとする。
音響変換器１３．３３が同時に駆動され、振動板１３ａ
、３３ａが実線矢印で示すように互に近ずくように変位
するようなパルス的νす」振が行われ、この状態で第５
図に点線矢印で示すように電気音響変換器１３から電気
音響変換器３３へ向く振動ＪＪＤ速度が密閉容器１１に
ｊノ１わったとする。
この場合電気音響変換器１３．３３はそれぞれ密閉容器
１１内の容積Ｖと、各電気音響変換器１３゜３３の定数
（これは同一）とで決まる共振周波数ｒＩｎで減衰振動
（第３図Ｂ、Ｃ）するが、この減衰振動は同−周ｌ皮数
でかつ同位相であるため、ＩＪＩＩ算回路３７で互に加
算さ汎、第１図に示した電気音ヤｘ５変換器１３のみを
用いる場合の２倍の振幅となる。一方外部振動による電
気＃響変換器１３．３３の出力は互に逆位相等振幅とな
るため、加算回路３７で互に打消され、加算回路３７の
出力には現われない。
１１内の容積Ｖと、各電気音響変換器１３゜３３の定数
（これは同一）とで決まる共振周波数ｒＩｎで減衰振動
（第３図Ｂ、Ｃ）するが、この減衰振動は同−周ｌ皮数
でかつ同位相であるため、ＩＪＩＩ算回路３７で互に加
算さ汎、第１図に示した電気音ヤｘ５変換器１３のみを
用いる場合の２倍の振幅となる。一方外部振動による電
気＃響変換器１３．３３の出力は互に逆位相等振幅とな
るため、加算回路３７で互に打消され、加算回路３７の
出力には現われない。
例えば第１図に示したように゛屯気片曹変換器１３を１
個のみ用いる場合に正弦状の外部振動を受けると、容積
■と変換器の定数で決まる共振周波数の減衰振動と外部
振動にょる出力とが合成され、例えば第６図Ａに示すよ
うに乱れた減衰振動４１となり、その周期、つまり共振
周波数ｆｍを正しく測定することができなくなる。しか
し第５図の実施例では加り１回路３７の出力には外部振
動による雑？￥は互に打消されて現われず、減衰振動は
亙に］目加され、第６図Ｂに示すように良好な波形でし
かも大きな振幅の減役振動４２が得られる。よってこの
減衰振動４２を例えば第２図について説明したようにし
て共振周波数検出部３８でその共振周波数ｆｍを正しく
測定し、よって容器１１の容積Ｖを正確に測定すること
ができる。なおこの発明は電気Ｍ響変換器の定数に関係
することなく、谷！ＡＶのみに共振した周波数を検出し
て容積Ｖをａｌす定する場合にも適用できる。
個のみ用いる場合に正弦状の外部振動を受けると、容積
■と変換器の定数で決まる共振周波数の減衰振動と外部
振動にょる出力とが合成され、例えば第６図Ａに示すよ
うに乱れた減衰振動４１となり、その周期、つまり共振
周波数ｆｍを正しく測定することができなくなる。しか
し第５図の実施例では加り１回路３７の出力には外部振
動による雑？￥は互に打消されて現われず、減衰振動は
亙に］目加され、第６図Ｂに示すように良好な波形でし
かも大きな振幅の減役振動４２が得られる。よってこの
減衰振動４２を例えば第２図について説明したようにし
て共振周波数検出部３８でその共振周波数ｆｍを正しく
測定し、よって容器１１の容積Ｖを正確に測定すること
ができる。なおこの発明は電気Ｍ響変換器の定数に関係
することなく、谷！ＡＶのみに共振した周波数を検出し
て容積Ｖをａｌす定する場合にも適用できる。
〈効 果〉
す、上述べたようにこの発明によれば、外部振動に影響
されずに密閉容器の外債を測定することができる。しか
も加算回路の出力に得られる減衰振動の振幅が、電気音
響変換器を１個のみ用いる場合と比較して大きくなるた
め、この点からも周期測定をより正しく行うことができ
る。
されずに密閉容器の外債を測定することができる。しか
も加算回路の出力に得られる減衰振動の振幅が、電気音
響変換器を１個のみ用いる場合と比較して大きくなるた
め、この点からも周期測定をより正しく行うことができ
る。
第１図は改良１ｉｆの音響式容積測定装置の容器と電気
音響変換器との関係を示す図、第２図は改良前の音響式
ｇ積１ｉ１１１定装置の電気回路例を示す図、第３図（
は第４図の動作の説明に供する波形図、第４図は容積■
と共振周波数ｆｍとの関係を示す図、第５図はこの発明
による音響式容積測定装置の−し１１を示す図、第６図
は外部振動の影留、）を受けた電気音響変換器出力波形
及び加装８回路の出力波形の例を示す図である。 １１：彼６（り定密閉容器、１３，３３：電気音響変換
器、１５：パルス発生器、１６．３６：駆動回路、３５
：振動板間の空間部、３７：加算回路、３８：共振周波
数検出部。 特許出願人 矢崎総業株式会社 代 理 人 草 野 卓
音響変換器との関係を示す図、第２図は改良前の音響式
ｇ積１ｉ１１１定装置の電気回路例を示す図、第３図（
は第４図の動作の説明に供する波形図、第４図は容積■
と共振周波数ｆｍとの関係を示す図、第５図はこの発明
による音響式容積測定装置の−し１１を示す図、第６図
は外部振動の影留、）を受けた電気音響変換器出力波形
及び加装８回路の出力波形の例を示す図である。 １１：彼６（り定密閉容器、１３，３３：電気音響変換
器、１５：パルス発生器、１６．３６：駆動回路、３５
：振動板間の空間部、３７：加算回路、３８：共振周波
数検出部。 特許出願人 矢崎総業株式会社 代 理 人 草 野 卓
Claims (1)
- （１） 被測定密閉容器内に振動板をもつ電気音響変換
器が対向して配され、これら電気音響変換器の振動板の
前面の間に作られる空間部は上記密閉容器内と隔離され
、上記両電気音響変換器は駆動手段によりはソ゛連続し
た複数の周波数の電気信号で同期的に駆動され、上記密
閉容器内の容積を変化させることができるように構成さ
れ、これら電気音響変換器の電気的出力信号が加算回路
で加算され、その加算回路の出力から共振検出手段によ
シ上記密閉容器の容積により決まる共振周波数が検出さ
れ、その検出周波数により上記密閉容器内の谷＋Ｗをめ
る詮ゼ１シ式谷枯４１す定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP643684A JPS60149923A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 音響式容積測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP643684A JPS60149923A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 音響式容積測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149923A true JPS60149923A (ja) | 1985-08-07 |
| JPH0154645B2 JPH0154645B2 (ja) | 1989-11-20 |
Family
ID=11638344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP643684A Granted JPS60149923A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 音響式容積測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149923A (ja) |
-
1984
- 1984-01-17 JP JP643684A patent/JPS60149923A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0154645B2 (ja) | 1989-11-20 |
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