JPS61270620A - 超音波レベル検出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は液体容器内の液体レベル検出法π係り、特に、
高温液体レベルを長時間連続１−て正確に検知するのに
好適な超音波レベル検出装ｆｆ１ｌＫ関する。

〔発明の背景〕

液体容器内の液体レベルを超音波で検知する方法は、従
来、一般に用いられているが、この方法は液体容器の液
面に超音波を設置したフロートを浮べ、フロートを介し
て発信された超音波が液体内を伝播し、底面に到達する
と底面πよって超音波が反射され、反射された超音波が
超音波センサに戻ってきたものを受信することで超音波
センサからの超音波発信時期と底面から反射されて超音
波センサπ戻ってきた反射波の受信時間を計測すること
で液体容器内の液体レベルを検知１〜でいた。

一方、超音波センサが液体容器内の雰囲気ＶＣ曲される
ため、高温液体の液体レベルを検知する際は超音波セン
サの冷却装置を付加するか、特殊な高部センサが必要と
なり、高価な液体レベル検出装置となって経済的な欠点
をもっている。

又、この方法は底面での超音波の反射を利用してレベル
を検知する方法であるため、液面の波立によるフロート
、超音波センサーのゆれにより、超音波が散乱すること
で底面からの超音波の反射が得られないために液面レベ
ルの検出が不可能となる欠点があった。

すなわち、第１図において、液体レベル検出装置ｌｌか
ら送信されたパルスＭｔ、圧は超音波センサー２１組込
１れた振動子を印加すると超音波；３が発−生し、フロ
ート４を介し、液体中を伝播し、液体は反射する。反射
された超音波３け前述と逆の過程で超音波センサー２に
受信され、液体レベル検出装置１へ送信され、液体レベ
ル検出装置ＩＶｃよって送信から受信までの時間を計測
する事で液体レベルを検出する。

このように、従来技術では、フロートにより液面に浮い
ている超音波センサにより測定することにより、高温液
体等を計測する際の超音波センサの保膿対策による価格
アップ、液面での波立ち発生で液面での超音波散乱によ
る液面レベル検知不能等の欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は液体レベルの検知精度の向Ｆ１高高温液
を長期間連続で検知し、液面の波立ちの発生でも正確に
液体レベルを検知可能とする超音波レベル検出装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴け、液体内に超音波を伝播させることで高
周波数の超音波を用いることができ、高周波数による液
体レベル検知精度の向−１：を図ることにある。

又、液体と超音波センサの間に冷却フィンを設け、超音
波センサが液体ＶＣ直接影４１されないようにして、高
湛液体、その他各種の液体のレベルを検知することがで
き、液面の波立ちによるレベル検知不能な液面に凹型波
動防止板を浮かべることで正確な液面レベルを検知でき
る。

〔発明の実施例〕

第１図ｒま本発明による超音波レベル検出装置の実施例
の構成図である。超音波４の送受信を行なう超音波送受
信装置１ｑ１と超音波センサ２、超音波送受信装置と超
音波センサを継ぐ超音波ケーブル３、超音波センサを固
定するケース５とスプリング６、液体７の温度を超音波
センサ・＼伝えないための冷却フィン８、冷却フィン８
内に循環水を送漫込むポンプ１５、液体容器９の液体の
レベルを検知する検出管１０．この検出管１０の内部に
組込まれた液面の波立ちを防止し、更に凹面により超音
波を集束させる波動防止板１１、この波動防止板１１の
回転等不安定な動作を防止するための波動防止板ガイド
１２、液面の距離に応じた超音波の時間を計測し、液体
レベルを表示する信号処理装置１３、計測に必要な初期
値を設定する初期設定装置１４から構成される。

超音波レベル検出装置の実施例の動作について第１図に
より説明する。液体容器９に入っている液体７け検出管
１０に導かれ、液体７のレベルが上・下する事で検出管
１０内にある波動防止板１１も波動防止板ガイド１２を
ガイドとして液面レベルに追従して上・下する。一方、
超音波の送受信信号の過程を第２図を加えて説明する。

超音波送受信装置１の同期回路より同期パルスａが発生
し同期パルス信号により発信パルスｂが発生する。

発信パルスは探触子ケーブル３を経て超音波センサー２
ＶＣ加わり、超音波４を発生する。超音波は超音波セン
サと冷却フィン８０間隙に塗布した接触媒質全通過し、
冷却フィンと液体の液面の不連続部で反射し、送信と逆
の過程で超音波送受信装置−＼受信パルスＣとして、冷
却フィンと液体の境界反射信号Ｂ及び液体の液面からの
反射信号Ｈが受信される。反射信号Ｈを検出するため、
液体の液面の検知レベル範囲に最低レベルｔ１　から最
高レベルｔ２のゲート旧号ｄｉ設定する。ゲート信号ｄ
の範囲に検知された反射信号Ｈはゲーテッドビデオ信号
ｅ［変換され、反射信号Ｈ’　として信号処理装置１３
の＃Ｆ測パルスｆによってＩＴｉＪ　Ｍパルスａのスタ
ート時間からビデオ信号ｅの反射信号１１’までの超音
波伝播時間１．全測定する。

信号処理装置ｄで超音波伝播時間ｔＨを算出するには次
の演算式となる。

冷却フィンを超音波が伝播する往復路Ｍ１２　ｔ　ｓ冷
却フィンの音速をＶ　Ｂ　％　冷却フィンを超音波が伝
播する時間をＩＢとすると ｔ＋＋　＝　２！ａ　／　Ｖ８　　　　　　　　　・・
・（１）となる。

一方、冷却フィンから波動防１１−０板までの液体を超
音波が伝播する往復距離２ｈ、液体の音速ｖｈ、液体を
超音波が伝播する時間を１ｋ　　とするとｔ　ｈ　＝　
２ｂ　／　Ｖｈ　　　　　　　　　　”（２）となる。

ま１゛側パルスｆで計測さハる液面の反射信号Ｈ’の一
助パルスａからの超音波伝播時間ｔ　１１はｉｎ”ｔＢ
＋ｆｂ　　　　　　　　・・・（：う）となる。

（２）式を（３）式へ代入すると １Ｈ＝電Ｂ　＋（２ｂ　／　Ｖｈ　）　　　　　・・・
（４）となる。

液体レベルとして検知したいのけｈであるため（４）式
から ｈ”　（ｔＨｔｎ）Ｖｂ／２　　　　　　＝・（５）（
１）式は最初から知られている固定条件であるため、初
期設定装置１４より初期設定値を信号処理装置ニ入力し
、これらの演ｑ式を実行σせる。演算式を実行きせるこ
とで液体レベルの変化を超音波伝播時間ｔｏ　として計
測し、液体レベルを１１を検出することが可能となる。

父、信号処理装置より記録装置１５−＼記録するととで
液体のレベル検出の自動阻］定か可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レベル検出精度が向トし、長時間連続
して安定した測定が可能となり、凹面により超音波を集
束させる事で安定した液体レベル検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷却フィン、波動防止７板
を用いた断面図、第２図は本装置の液体レベルを検知す
るための信号処理系統図、第３図は従来技術による検知
例としての説明図である。 １・・・超音波送受信装置、２・・・超音波センサ、３
・・・超音波ケーブル、４・・・超音波、５・・・ケー
ス、６・・・スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器内の液体レベルを前記容器の外部に設置した超
   音波センサを用いて検知する超音波レベル検出装置にお
   いて、 前記超音波センサを設置する前記容器の液体レベル検出
   部に冷却フィンを設け、前記冷却フィンを介して直接液
   体の高さを検知する事で高温液体、または、各種液体の
   液体レベルを検知可能にしたことを特徴とする超音波レ
   ベル検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 正確に前記液体レベルを検知するため前記液体レベルの
   波面の波立ちによる超音波の散乱を防止するため、前記
   液面に凹型波動防止板を浮かべたことを特徴とする超音
   波レベル検出装置。