JPS61235727A - 容器の充填率測定方法及びその装置 - 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】 産　　業　　上　　の　　利　　用　　分　　野本発明
はタンクあるいはホツノく一等内に入っている充填物質
の残量、即ち、容器の充填率測定方法、及び容器の充填
率測定装置に関する。

従　　来　　の　　技　　術 従来、タンク内に入りている液体や流動体、あるいはホ
ッパー内に入っている粉体等の残量を測定する方法ある
いは装置として次に述べる様なものがあった。

先ず液体を測定する方式として、タンクの頭部よシ挿入
した測定棒に付着した液体の位置により判断する方法と
、液体の表面に浮べたフロートの位置によって判断する
フロート式と、タンクの外壁に設けられ、タンク内と連
通したパイプの透明部内の位置によって判断する液面計
とがあった。

次に、液体と流動体、いずれも測定出来る方式として、
超音波あるいは光を用いて、液体、流動体の表面で反射
してもどって来る往復時間を測定し、残量を知る超音波
あるいは光式があった。

さらに、液体、流動体、粉体のいずれでも測定出来る方
式として、物質の表面に検知棒を接近させ、ある所定の
静電容量にな９た時の値の比誘電率及び静電容量変化に
よシ残量を知る静電方式があった０ 発明が解決しようとする問題点 以上の各々の測定方法あるいは装置は次に述べる種々の
問題点を有していた。

先ず、測定棒を使用する方法は液体が劇薬であると測定
には不向きであること、タンクの高さが高い場合には測
定者がタンクの上部に上る必要があり、測定に危険が伴
うと共に測定棒が長くなり測定が困難であること等の問
題点を有していた。

又、フロート式の場合はフロートが液体の表面の上下変
化に追従して確実に浮いている必要があり、フロートと
の連動警構の動作が常に円滑である必要があり、長期間
の使用によりその円滑性が損われ、測定誤差が生じるこ
と、タンクの高さが高い場合はフロートの上下動の量が
大きくなり測定しにくいこと等の問題点を有していた。

又、液面計の場合は、タンクの外壁に高さに合せて設け
るため、タンクの高さが高くなるほど、取付及び保守管
理に手間を要する問題点があった。

又、超音波あるいは光式は液体や流動体をタンク内でか
く拝している時には、表面が平らで無く、超音波や光が
乱反射して測定が出来ないこと、タンク内に液体、流動
体を流入、あるいは多少排出した直後は表面に波が生じ
、静まるまで測定を待つ必要があること等の問題点を有
していた。このことは測定棒を用いた方式、浮子式、液
面計の場合にも同様なことが言える。

又、静電方式は充填物が引火性の強い液体の場合は火災
の原因になること、流動体、粉体の場合は検知棒にそれ
等が付着し測定誤差を生じること等の問題点を有してい
た。

さらに以上述べたいずれの方式も、液体、流動体、顆粒
、粉体、若しくはこれ等の混合物のすべての測定に使用
出来ない問題点を有していた。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、液体、流動体、顆粒、粉体、あるい
は、これ等を混合したいずれの物質であっても、安全で
、正確に、且つ、それ等の表面が平らで無くても、タン
ク、ホッパー等容器内の残量、即ち、充填率を測定出来
る方法及び測定装置を提供するものである。

問題を解決するための手段 先ず、第１の発明の充填率の測定方法は空の時と、充填
物質を流入した時との容器内に、単位時間当りの流量が
一定の気体を注入し、その容器内の圧力が第１の圧力か
ら第２の圧力になるまでの時間を夫々測定し、その時間
により容器内の前記充填物質の充填率を測定する方法で
ある。

次に１第２の発明の充填率測定装置は充填物質を流入す
る流入口と、その充填物質を排出する排出口とを有した
容器内に、単位時間当りの流量が内の圧力を測定する圧
力測定誇構と、前記圧力が第１の圧力から第２の圧力に
変化する時間を測定するカウンターとで構成される。

実　　　　　施　　　　　例 以下図面に示した実施例にもとすいて本発明の詳細な説
明をする。

第１図は本発明の一実施例を示す夕／りの充填率測定装
置である。

大地に設置したタング１の下端には例えば原油Ａを流入
する流入口２と、排出する排出口３とが夫々設けてあり
、パルプ４．５によって原油の流入、排出を行っている
。タンクｌの上部には空気抜き孔６が形成してあり、電
磁パルプ７によって一タ９に連通した孔１０とが夫々形
成しである。

注入口８はオリフィス１１と、レギユレーターｔ７ 、Ａ＝出−と、サージタンク１２とを介してコンプレッ
−と共に気体注入嚢構Ｃを構成している。又、オリフィ
ス１１とコンプレッサー１３との間には電磁パルプ１４
．１５が夫々設けである。さらに、前記孔１０とマノメ
ータ９との間にも電磁パルプ１６が設けである。

以上の構成において、先ず原油Ａを流入していない空の
タンク１のパルプ４．５を閉じると共に電磁パルプ７を
開けた状態からコンプレッサー１３を始動し、コンプレ
ッサー１３の回転が一定の回転になり、圧縮空気が円滑
にタンク１内に注入されホうる状態になってから電磁パ
ルプ７を閉じタンク１を密閉状態にする。

その後、電磁パルプ１４を開にすると同時にストップウ
ォッチを手動にてスタートさせる。すると、今まで大気
圧であったタンク１内の圧力が圧縮空気によって徐々に
高くなっていく。それに伴ａの位置）、即ち、タンク内
が所定の圧力になった時、ストップウォッチを停止し、
その時間を測定する（その時間をＴＯとする）。

尚、時間を測定している間、圧縮空気はオリフィス１１
によって単位時間当りの空気流量が一定（以下一定流量
という）の状態となってタンク１に注入される。

その後、パルプ１４を閉じて、タンク１内への圧縮空気
の注入を停止すると共に電磁パルプ７を開にする。する
と、タンク１内の圧縮空気は放出されタンク１内の気圧
は大気圧と同一になり、マノメータ９の測定液９′は元
の位置にもどる。

次に原油Ａを流入した場合の説明をする。

先ずパルプ４を開にして流入口２より圧力の加わった原
油Ａを所定の貴流入した後、閉にする（この間、原油Ａ
の流入によるタンク１内の圧力変動の影響をマノメータ
９に与えないためにパルプ１６を閉じておくのが好まし
い。）。

次に、前述したタンク１が空の時の時間の測定方法と同
様に、電磁パルプ７を閉じタンク１内を密閉状態にして
から、電磁パルプ１４を開にすると同時にストップウォ
ッチを手動にてスタートさせる。すると、今まで大気圧
であったタンク１内の気圧が徐々に高くなっていく。そ
れに伴って、マノメータ９の測定液９′が徐々に上昇し
ていく。

そして、測定液９′が、前述した夕／りｌ内が空の時と
同一の所定の高さく第１図中ａの位置）になった時、ス
トップウォッチを停止し、その時間を測定する（その時
間をＴ１とする）。

その後、原油Ａの使用による残量、即ち、充填率を知る
ためには、前述した操作手順を繰返えすことによって、
時間を測定する（その時間をＴｌとする）。

時間を測定しない時は電磁パルプ１４を閉にすると共に
、電磁パルプ７を開にしてから電磁パルプ１６を閉にし
ておく。

Ｔ　ｏ　　　　　　　　　　Ｔ　− となる。

又、タンクの容積をＶとすると、夫々の充填容積（残量
をυ亀、υ、は、 υ、＝α、■・・・・・・■　　　υ、＝α、■・山川
・・■となる。

さらに原油の使用量Ｖｌは、 ｖ８＝υ、−υ、・・・・・・・・・■＝（α１−α、
）■ Ｔｌ　　Ｔｌ ＝−ｖ・・・・・・・・・■ となる。

尚、タンクの容積Ｖ及び原油が温度により容積、体積が
多少変化するがそのことを考慮に入れると、より正確な
値が求められる。

以上、説明した第１図の第１実施例は時間の測定をスト
ップウォッチを手動にて行っていたが、自動的に測定す
るものとしては第２図の第２実施例に示す方法がある。

メータ９に接近して前記第１図の実施例における所定の
高さく第１図中ａの位置）に該当する位置にカウンター
２２のカウントを停止する磁気センサー２３が設けであ
る。

このような構成において、第１実施例と同様に、空のタ
ンク１において、コンプレッサー１３を始動した後、電
源２０をＯＮにすると、電磁パルプ７が閉じてから遅延
回路２１によってやや遅れ、て電磁パルプ１４が開くと
同時にカウンター２２はカウントを開始する。そして、
タンク１内の圧力の上昇に伴りて、マノメータ９の測定
液９′が上昇し、磁気センサー２３の位置まで上昇する
と、その位置が検知されカウンター２２のカウントが停
止する。又、それと同時に電源がＯＦＦになり電磁パル
プ７が開、】４が閉となる。

このことによシ、カウンター２２によって時間（Ｔｏ）
が自動的に測定される。

定される。

尚、前記■乃至０式の計算を自動的に行うとすれば、第
２図に示すようにカウンター２２に、時間（ＴＯｌＴｌ
、Ｔ２）ヤタンクノ容積（Ｖ）、計算値（α１、α２、
υ１１υ２、Ｖｌ）等を記憶する記憶回路２４と、演算
回路２５と、演算結果の表示部２６とからなる演算表示
回路２７を接続する。

この構造において、先ず、カウンター２２によって時間
ＴＯが測定きれ、その時間ＴＯが記憶回路に記憶される
。

次に時間Ｔ１がカウントされると、同様に記憶される。

すると、ＴＯとＴ１によって充填率αｌが演算回路２５
で演算されて表示部２６に表示される。それと共にその
充填率α１は記憶回路２４に記憶される。又、その充填
率α１とあらかじめ記憶したタンクの容積Ｖとによって
充填容積υｌが演算表示され、且つ、記憶回路に記憶さ
れる。

さらに、時間Ｔ２がカウント及び記憶されると、α２、
υ２、原油の使用量■１が演算表示され、且つ、記憶回
路に記憶され、次の時間の測定にそなえる。

以上の第１及び、第２の実施例において時間の測定を開
始するのはマノメータ９の液の高さが左右同一レベル（
即ち、タンク内が大気圧と同一）の状態を基準（第１の
圧力）にして行っているが、測定する側の測定液９′が
多少上昇した位置（第３図中すの位置）を基準（第１の
圧力）にしても良い０ その場合、ストップウォッチを手動で行う時は、そのｂ
の位置まで測定液９′が上昇してからスタートする。

又、磁気センサユを使用する時は、その位置にカウンタ
ー２２のスタート用の磁気センサー２８を設けておく。

尚、磁気センサー２３．２８を用いる方式は測定液９′
の表面に磁性片２９を浮かべである。磁性片を用いない
時は近接スイッチによって行う。

又、以上の説明では測定液の位置を磁気センサーによっ
て検知しているが、光、レーザー等を使用しても同一の
目的が達成される。

以上の実施例はタンク内に液体を入れた場合の説明であ
ったが、第４図のようにホッパー３０に粉体、顆粒等を
流入口３１を流入し、排出口３２よシ排出する場合も同
様にして充填率の測定が出来る（図中、３３．３４はシ
ャッターである。）。

その場合、表面が図のように窪んだ状態になるが、気体
を使用しているので測定には同等影響が無い。

又、このことは、タンク内の液体や、流動体の流入及び
流出直後、あるいはかく拌等によって表面に波が生じて
いる時でも同様に測定には何等影響が無い。

尚、前記かく拌等によるタンク１の振動によるマノメー
タ９への影響は第３図の様にタンク１とマノメータ９と
の間に弾性を有する円筒部材３５（例えばゴム管）を介
在することにより防止出来る。

以上説明した第１、第２実施例は、電磁バルブ７を閉じ
てから、電磁バルブ１４を開にすると同時に時間の測定
を開始しているが、逆に、電磁バルブ１４を開にしてか
ら電磁バルブ７を閉にすると同時に時間の測定を開始し
ても良い。その場合第２実施例において、遅延回路２１
を電磁バルブメータ４０を使用しているが、これに限定
すること無く、例えばブルドン管等の圧力を測定するも
のであれば良い。

以上の説明において、タンク１あるいはホッパー３０内
に注入する圧縮空気の圧力が高いと圧力を高めるのに時
間を長く必要とする。又、タンク１あるいはホッパー３
０の容積が大きいと、やはり圧縮空気の注入に長時間を
必要とする。

そこで、圧力はなるべく低い方が測定時間を短かく出来
るが、あまり圧力が低いと圧力の測定が困難になる。そ
の問題を解決したのが第５図、第６図に示す微圧計であ
る。

即ち、第５図はマノメータ４０のタンク１内に連通した
側４１の方よりも、大気に連通した側４２を水平方向に
近づけて傾斜させ、その傾斜部分で圧力測定を行うもの
である。従って、両側（４１，４２に該当する部分）が
垂直状態になっているＵ字状のマノメータと比較して拡
大した測定が可能である。

又、図示していないがタンク１内に連通した側の方を、
大気に連通した側よりも水平方向に近づけて傾斜し、そ
の傾斜部分で測定しても良い。

又、第６図はマノメータ４３のタンク内に連通した側４
４の内径よりも、大気に連通した側４５　。

の内径を小さくシ、その部分で圧力測定を行うものであ
る。即ち、タンク内に連通した側４４の液体の移動量が
僅であっても大気に連通した側４５の液体の移動量は目
測可能となる。従って、微圧の測定が可能になると共に
、タンク内に連通した側４４の径が大きいのでタンク内
の圧力の脈動による影響をほとんど受けない。

第７図は第５図と第６図の構成を組合せたもので夕／り
内の圧力の脈動による影響を受けず、且つ、拡大が可能
となるものである。

以上の説明では、タンク、ホッパー内に注入する気体は
空気であるが、引火性の強い充填物の時は窒素を使用す
るのが好ましい。

又、マノメータの測定液は水に限らず油であっても良い
。又、シリコン状のオイルを使用する時は外気温によっ
て固まるのを防止するため、マノメータ部分を一定温度
に保温しておくのが好ましい。

発　　明　　の　　効　　果 以上の様に、本発明は気体を使用した容器の充填率測定
方法及び測定装置であるから、容器の犬きさに関係無く
安全に測定出来るとともに、充填物の液体、流動体の流
入、流出時、あるいはかく拌等によって表面に波が生じ
ても測定に何等影響を受けない。又、液体、流動体、粉
体、顆粒、若しくはこれ等の混合物であっても測定が可
能であり、測定物の範囲が従来よりも広い充填率測定方
法及び測定装置を提供することが出来る。

４、図面の説明 図面は本発明の実施例で第１図は全体図、第２図は第２
の実施例の全体図、第３図は第３の実施例の部分図、第
４図はホッパアに本発明の測定装置を設けた場合の部分
実施例、第５図、第６図、入電槽、１はタンク、２は流
入口、３は流出口、７．１４．１５は電磁バルブ、９．
４０１４３はマ 命ノメータ、１１はオリフィス、１３はコンプレッサー
、２０は電源、２１は遅延回路、２２はカウンタ、２３
．２８は磁気センサー、２７は演算表示回路、３０はホ
ッパーでちる。

第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）空の時と、充填物質を流入した時との容器内に、単
   位時間当りの流量が一定の気体を注入し、その容器内の
   圧力が第１の圧力から第２の圧力になるまでの時間を夫
   々測定し、その時間により容器内の前記充填物質の充填
   率を測定する容器の充填率測定方法。 ２）第１の圧力を大気圧としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の容器の充填率測定方法。 ３）充填物質を流入する流入口と、その充填物質を排出
   する排出口とを有した容器内に、単位時間当りの流量が
   一定の気体を注入する気体注入機構と、前記容器内の圧
   力を測定する圧力測定機構と、前記圧力が第１の圧力か
   ら第２の圧力に変化する時間を測定するカウンターとか
   らなる容器の充填率測定装置。 ４）第１の圧力を大気圧としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の容器の充填率測定装置。 ５）圧力測定機構をマノメータとしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の容器の充填率測定装置。 ６）マノメータのタンク内に連通した側と、大気に連通
   した側とのいずれか一方を傾斜させ、その傾斜部分で圧
   力の測定をすることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の容器の充填率測定装置。 ７）マノメータのタンク内に連通した側の内径より、大
   気に連通した側の内径を小さくしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第５項又は第６項記載の容器の充填率測定
   装置。