JPS609698Y2 - 液面レベル計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えばタンクに貯蔵された燃料、油等の液体
の液面のレベルを測定する場合に適用され、超音波や光
等を送波し、その伝播時間を利用して測定する液面レベ
ル計に関する。

例えば超音波を利用した従来の液面レベル計は第１図に
示すように構成されていた。

即ちタンク１１内に入れられた液体１２の液面１３を測
定する場合、そのタンク１１の上部の予め決められた位
置に設けられた送波器１４より液面１３に向かって超音
波パルスを送波し、その液面１３よりの反射波を、送波
器１４と同一位置に設けられた受波器１５により受波し
てその超音波パルスの送波からの受波器の時間と超音波
パルスの伝播速度とから液面レベルを測定する。

つまり超音波パルスの送波より受波器の伝播時間をｔ１
タンク１１の底面より送波器１４迄の高さを１、液面１
３迄の高さをｈ、超音波の音速をＶ、とすると、液面レ
ベルｈはとなる。

このようにして液面レベルを測定する事ができるが、液
面１３が傾くと、超音波の反射波が受波器１５に戻らな
いで誤動作するおそれがある。

液面レベルｈが小さければ小さいほど、つまり液面１３
及び送受波器間の距離が大きくなる程、液面１３が僅か
傾斜しても反射波が受波されなくなるおそれが生じる。

航空機のタンクやタンカー等においては液面等の傾斜が
比較的大きく反射波が必ずしも受波器に到達しないおそ
れがあった。

この考案の目的は被測定液面が傾いてもその被測定液面
のレベルを正しく測定する事ができる液面レベル計を提
供する事にある。

この考案によれば被測定液面の一方の側の予め決められ
た位置より超音波や光等の波動を被測定液面に向けて送
波腰被測定液面の他方の側において前記送波された波動
を予め決められた位置で受波し、これ等送波から受波器
の時間を測定し、この測定時間と、波動の液面の一方側
における伝播速度、及び他方側における伝播速度と、更
に送波手段及び受波手段間の距離とから液面のレベルを
演算する。

このように被測定液面の透過波を利用し、液面からの反
射波を利用するものでないため被測定液面の傾きの影響
がほとんどなく、正しい測定を行なう事が可能となる。

例えば第２図に第１図と対応する部分に同一符号を付け
て示すが、この考案においては被測定液面１３の一方の
側この例においてはタンク１１の上側の部分において波
動送波手段として送波器１６が設けられ、この送波器１
６より被測定液面１３に向かって例えば超音波パルスが
放射される。

この放射された超音波パルスは、液面１３の他方の側、
つまりタンク１２内の底面に設けられた第１の波動受波
手段としての受波器１７により受波される。

送波器１６より受波器１７迄の超音波パルスの伝播時間
を測定演算回路２１で測定する。

更にこの超音波伝播時間ｔと、液面１３より送波器１６
側における超音波の伝播速度Ｖａと、液体１２内の超音
波の伝播速度Ｖｆと、送波器１６及び受波器１７間の距
離ｌとから液面レベルｈを測定演算回路２１で演算する
。

この考案においてはこれ等超音波の伝播速度Ｖ＆９ Ｖ
ｆも同時に測定するようにされた場合であり、送波器１
６と受波器１７とを結ぶ線より僅かずらして液面１３の
両側の予め決められた位置に第２の波動受波手段として
の受波器１８及び第３の波動受波手段としての受波器１
９をそれぞれ設ける。

送波器１６より受波器１８まで超音波の伝播時間より液
面１３の送波器１６側の媒質、この例では空気中におけ
る伝播速度ｖ８を測定演算回路２１内の時間測定手段及
び第１の演算手段により演算する。

又受波器１９で受波した後、受波器１７で受波する迄の
時間から液体１２中の超音波の伝播速度Ｖ、を測定演算
回路２１内の時間測定手段及び第１の演算手段により演
算する。

即ちこれ等受波器１８．１９も予め決められた位置に設
けられ、送波器１６及び受波器１８間の距離、受波器１
９及び１７間の距離はそれぞれ予め知られているから伝
播速度Ｖユ、■、を演算することができる。

なお送波器１６よりの超音波パルスが受波器１７，１８
．１９にそれぞれ受波されるように、送波器１６、受波
器１８，１９の各指向特性にある程度の幅を持たせてお
けば良い。

送波器１６及び受波器１７間の超音波パルスの伝播時間
ｔと伝播速度ｖ、、 ｖ、と液面レベルｈとの関係は受
波器１７のタンク１１の底面からの距離が液面レベルｈ
に比較して充分小さいものとすると次のようになる。

従って液面１３のレベルｈは となる。

このように超音波の透過波を利用する場合は液面１３が
傾斜してもほとんど影響なく送波器１６より送波された
超音波が受波器１７に受波される。

尚液面１３の傾きは超音波が空気中より液体１２に入射
する際の屈折に影響を与えるがこの影響は液面１３より
送波器１６の高さを高くすることにより十分小さくする
事が可能となり、液面からの反射波を利用する場合と比
べて液面の傾きの影響を十分小さくする事ができる。

従って液面１３の傾斜にかかわらず液面レベルを正しく
測定する事ができる。

この考案では２図に示したように送波器１６より受波器
１７迄の伝播時間を測定する場合のみならず、同時に液
面の両側における超音波の伝播速度をそれぞれ実際に測
定するように構成されているので、圧力や温度の変化に
かかわらずその伝播速度を正しく測定する事ができ、従
って液面レベルをそれだけ正しく測定する事が可能であ
る。

この超音波の送波のみならず光その他一般に波動を送波
してそれを受波することにより同様に液面レベルを測定
する事ができる。

更に被測定液面１３の一方の側は必ずしも空気である必
要はなく、例えば油と水との境界液面の測定にもこの考
案は適用する事ができ、その場合その被測定液面の両側
における波動の伝播速度が予め知っているか或は先述と
同様にして測定して求めることにより境界液面レベルを
求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液面レベル計を示す路線図、第２図はこ
の考案による液面レベル計の一例を示す路線図である。 １１：タンク、１２：液体、１３：被測定液面、１６：
送波器、１７，１８，１９：受波器、２１：測定演算回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンク内に存在する第１の媒質と第２の媒質との境界面
   のレベルを測定する液面レベル計において、前記第１の
   媒質内に設置され、前記第２の媒質に向けて波動を送波
   する波動送波手段と、前記第２の媒質内において前記波
   動送波手段からの距離が所定値に保持されて設けられ、
   前記波動送波手段から送波される前記第２の媒質への透
   過波を受波する第１の受波手段と、前記第１の媒質内に
   おいて前記波動送波手段からの距離が所定値に保持され
   、前記波動送波手段と前記第１の受波手段を結ぶ直線の
   近傍に設けられた第２の受波手段と、前記第２の媒質内
   において前記第１の受波手段からの距離が所定値に保持
   され、前記波動送波手段と前記第１の受波手段を結ぶ直
   線の近傍に設けられた第３の受波手段と、前記波動送波
   手段と前記第１及び第２の受波手段間ならびに前記第１
   の受波手段及び前記第３の受波手段間での波動の伝播時
   間をそれぞれ測定する時間測定手段と、前記波動送波手
   段と前記第２の受波手段間距離及び前記第１の受波手段
   と前記第３の受波手段間距離ならびに前記時間測定手段
   で得られたそれぞれの伝播時間とから前記第１及び第２
   の媒質の波動の伝播速度をそれぞれ演算する第１の演算
   手段と、前記波動送波手段と前記第１の受波手段間の距
   離、前記時間測定手段で得られたこれら間の伝播時間及
   び前記第１の演算手段で得られた前記第１の媒質と前記
   第２の媒質内の伝播速度とから前記レベルを演算する第
   ２の演算手段とを具備する液面レベル計。